半焦負(fù)載鋅錳銅吸附劑的中溫煤氣精脫硫研究

【摘要】： 中溫煤氣脫硫在氣化煤氣和熱解煤氣為基礎(chǔ)的高效、清潔“多聯(lián)產(chǎn)”技術(shù)中占有重要的地位。由于環(huán)保和相關(guān)工藝對(duì)脫硫精度要求的提高,使精脫硫日益受到重視。制備并研究?jī)r(jià)格便宜、脫硫精度好、脫硫效率高、循環(huán)穩(wěn)定性優(yōu)良的精脫硫劑是非常必要的。 半焦具有與活性炭相似的孔結(jié)構(gòu),且廉價(jià)易得,本文選擇半焦作為脫硫劑載體,脫硫精度較高的ZnO作為脫硫劑的主活性組分;為改善鋅基脫硫劑硫容小、反應(yīng)速度慢的缺點(diǎn),選擇具有硫容大、與硫化氫反應(yīng)速度快的MnO作為次活性組分;選擇熱穩(wěn)定性好的CuO作為另一次活性組分。 采用加壓浸漬法改善半焦的孔結(jié)構(gòu),改變前驅(qū)體溶液的濃度控制活性組分的浸漬量。通過加壓水熱合成、過濾、干燥,煅燒等工序制備了鋅-錳-銅基系列精脫硫用吸附劑。采用常壓固定床實(shí)驗(yàn)裝置,在模擬煤氣(CO: 33 vol%,H2: 39 vol%,N2: balance gas,H2S: 300±10 ppm)氣氛下、300 ~ 550 oC溫度范圍內(nèi)對(duì)所制備的吸附劑的硫化性能進(jìn)行了分析,并利用電鏡、XRD和BET等手段對(duì)各脫硫劑進(jìn)行了表征。得到如下實(shí)驗(yàn)結(jié)果: 1)半焦為載體、ZnO為主活性組分、MnO和CuO為次活性組分,采用加壓浸漬法可制備出性能優(yōu)良的中溫煤氣精脫硫用吸附劑。 2)確定了活性組分鋅、錳、銅的浸漬液濃度為20 %、2 %、6 %;浸漬順序?yàn)橥瑫r(shí)浸漬,浸漬壓力為20 atm,浸漬時(shí)間為5 h,煅燒溫度為500 oC,煅燒時(shí)間為5 h的最佳制備工藝參數(shù)。 3)優(yōu)化條件制備的三組分Z20M2C6SC吸附劑在300 ~ 550oC硫化溫度和2000 h-1空速下,脫硫精度達(dá)到0.1 ppm的穿透時(shí)間為95 h,硫容為17.20 %。 4)加壓水熱合成過程中半焦載體的孔結(jié)構(gòu)的改善,活性組分間的相互作用是影響吸附劑硫化性能的主要原因。 【關(guān)鍵詞】：半焦 加壓浸漬 脫硫 鋅錳銅氧化物 煤氣 H_2S
【學(xué)位授予單位】：太原理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2010
【分類號(hào)】：X701.3
【目錄】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-9
• 符號(hào)說明9-10
• 第一章 文獻(xiàn)綜述與課題選擇10-28
• 1.1 課題背景10-11
• 1.2 中高溫煤氣脫硫劑的研究進(jìn)展11-26
• 1.2.1 單一金屬氧化物活性組分脫硫劑11-16
• 1.2.2 復(fù)合金屬氧化物脫硫劑16-23
• 1.2.3 炭基脫硫劑23-25
• 1.2.4 脫硫劑的助劑25-26
• 1.3 高溫脫硫中存在的主要問題26-27
• 1.3.1 硫化過程中存在的問題26-27
• 1.3.2 再生過程中存在的問題27
• 1.4 課題選擇及研究?jī)?nèi)容27-28
• 第二章 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容28-36
• 2.1 實(shí)驗(yàn)儀器和藥品28-30
• 2.1.1 主要試劑28-29
• 2.1.2 實(shí)驗(yàn)儀器29-30
• 2.2 實(shí)驗(yàn)方案30-31
• 2.3 脫硫劑的制備31-32
• 2.4 脫硫劑的再生32-33
• 2.5 脫硫劑的評(píng)價(jià)指標(biāo)33-36
• 第三章 載體和活性組分前驅(qū)體的選擇36-40
• 3.1 載體的選擇36-38
• 3.2 活性組分前驅(qū)體的選擇38-39
• 3.3 本章小結(jié)39-40
• 第四章 最佳浸漬濃度的確定40-56
• 4.1 單組分浸漬液濃度的確定40-48
• 4.1.1 鋅浸漬液濃度的確定40-46
• 4.1.2 錳浸漬液濃度的確定46
• 4.1.3 銅浸漬液濃度的確定46-48
• 4.2 添加錳對(duì)脫硫劑性能的影響48-51
• 4.3 添加銅對(duì)脫硫劑性能的影響51-53
• 4.4 本章小結(jié)53-56
• 第五章 制備條件和硫化條件對(duì)脫硫性能的影響56-72
• 5.1 浸漬壓力對(duì)脫硫性能的影響56-61
• 5.1.1 加壓浸漬與常壓浸漬的比較56-59
• 5.1.2 不同浸漬壓力的比較59-61
• 5.2 浸漬時(shí)間對(duì)脫硫性能的影響61-63
• 5.3 浸漬順序?qū)γ摿蛐阅艿挠绊?/span>63-64
• 5.4 煅燒溫度對(duì)脫硫性能的影響64-65
• 5.5 煅燒時(shí)間對(duì)脫硫性能的影響65-66
• 5.6 硫化溫度對(duì)脫硫性能的影響66-69
• 5.7 最佳條件下的脫硫性能69-70
• 5.8 再生性能的考察70-71
• 5.9 本章小結(jié)71-72
• 第六章 總結(jié)與建議72-74
• 6.1 總結(jié)72
• 6.2 建議72-74
• 參考文獻(xiàn)74-80
• 致謝80-81
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的論文81

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