固相合成氧化鋅/改性半焦中高溫煤氣脫硫劑及其性能的研究

【摘要】：根據(jù)我國的能源特點,煤炭在接下來很長時間內(nèi)依然占據(jù)重要地位,然而煤氣中存在很多有害物質(zhì),尤其是硫化物(H2S和COS),它們的存在不僅污染環(huán)境妨礙化工過程實施,還嚴重危害著人類的健康。中高溫煤氣脫硫是實現(xiàn)煤炭能源的合理高效利用、減少污染和保護環(huán)境的關(guān)鍵技術(shù),如何制備比表面積大、硫容高、反應(yīng)速度快、穩(wěn)定性高而且容易再生的脫硫劑是多年以來的研究重點與難點。 本論文采用納米ZnO為活性組分,改性后的半焦為載體,Ce02為助劑,高嶺土為粘結(jié)劑,通過常規(guī)和微波兩種焙燒方式制備負載型脫硫劑,并且在固定床上進行硫化性能測試。研究了兩種焙燒方式下負載比(ZnO：半焦)、ZnO含量、助劑含量以及焙燒條件(溫度、時間)對硫化性能的影響,并用XRD、FTIR、TEM、SEM、N2-BET、XPS等測試手段對脫硫劑進行表征,得出的結(jié)論總結(jié)如下： 1.半焦改性過程中高溫活化的最佳條件為700℃、2h,此條件下比表面積、孔容、孔徑分別是336.766m2/g、0.31cm3/g、8.063nm。改性后的與未改性的半焦相比,質(zhì)地變得疏松,幾乎沒有團聚現(xiàn)象,具有更發(fā)達的孔隙結(jié)構(gòu),集中在小于20nm的中孔處。 2.利用乙酸鋅和草酸通過固相合成法制備出分散均勻、晶型完整、結(jié)晶度較好的納米級活性組分ZnO,并通過常規(guī)和微波兩種焙燒方式制備出負載型脫硫劑。 3.通過硫化性能測試得出常規(guī)焙燒方式制備脫硫劑的最佳條件：負載比為10：6,ZnO含量為30%,焙燒條件為600℃、2h,助劑含量為5%。 4.微波焙燒方式下同樣采用負載比10：6,ZnO含量30%,得出最佳焙燒條件為500℃、1h,最佳助劑含量為5%。 5.對兩種方式所得脫硫劑的新鮮樣與硫化樣進行表征分析,XRD圖譜顯示新鮮樣中ZnO晶型完整、衍射峰尖銳、結(jié)晶度良好,硫化后樣品中ZnO的峰消失,出現(xiàn)ZnS峰,說明氧化物幾乎都轉(zhuǎn)變?yōu)榱蚧铩EM分析結(jié)果表明,脫硫劑中ZnO均為20nm左右的圓形顆粒,但是微波焙燒所得脫硫劑的ZnO比較分散。壓汞法數(shù)據(jù)顯示微波焙燒制備的脫硫劑具有更大的比表面積、孔容和孔徑,并且孔徑分布更均勻。N2-BET數(shù)據(jù)顯示硫化后大部分孔被堵塞,孔容減小,與SEM圖譜共同表明硫化過程是一種閉孔過程。由XPS表征得出,微波焙燒所得新鮮樣中Zn2p和O1s的結(jié)合能均偏低,這是由于微波的非熱效應(yīng)導(dǎo)致化學(xué)環(huán)境發(fā)生了變化,硫化后Zn2p結(jié)合能都增加是由于與之結(jié)合的硫離子電負性比氧離子小,Zn-O之間鍵能被削弱。 6.對常規(guī)與微波焙燒各自最佳條件下所得的脫硫劑進行對比,硫化穿透時間分別為15.5h和17.5h,硫容分別為11.58%和13.06%,可見微波焙燒最佳條件下制備的脫硫劑具有更好的硫化性能。 【關(guān)鍵詞】：納米ZnO 改性半焦 微波焙燒 固相合成法 中高溫煤氣脫硫
【學(xué)位授予單位】：太原理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TQ544
【目錄】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-8
• 目錄8-12
• 第一章 文獻綜述及選題意義12-26
• 1.1 前言12
• 1.2 國內(nèi)外中高溫脫硫劑研究概況12-15
• 1.2.1 單金屬脫硫劑12-15
• 1.2.2 復(fù)合金屬氧化物15
• 1.3 活性組分氧化鋅的制備研究概況15-17
• 1.3.1 氣相法15-16
• 1.3.2 液相法16
• 1.3.3 固相合成法16-17
• 1.3.4 本實驗中固相合成法儀器的介紹17
• 1.4 活性炭(半焦)17-19
• 1.4.1 活性炭的研究概況17-18
• 1.4.2 半焦的研究概況18-19
• 1.5 助劑二氧化鈰19-21
• 1.5.1 氧化鈰的性質(zhì)20
• 1.5.2 氧化鈰的合成與制備20-21
• 1.5.3 助劑的應(yīng)用21
• 1.6 微波加熱的概述21-23
• 1.6.1 微波加熱的原理21-22
• 1.6.2 微波加熱的特點22
• 1.6.3 微波加熱的應(yīng)用22-23
• 1.7 分形維數(shù)介紹23-24
• 1.8 課題選擇及研究內(nèi)容24-26
• 第二章 半焦改性26-38
• 2.1 實驗儀器及實驗試劑26-27
• 2.1.1 實驗儀器26
• 2.1.2 實驗試劑26-27
• 2.2 載體半焦的選擇與改性27-29
• 2.2.1 載體半焦的選擇27
• 2.2.2 半焦改性實驗27-29
• 2.3 結(jié)果與討論29-36
• 2.3.1 高溫活化溫度對比表面積、孔徑和孔容的影響29-31
• 2.3.2 高溫活化時間對比表面積、孔徑和孔容的影響31-32
• 2.3.3 半焦改性前后物性參數(shù)比較32-36
• 2.4 小結(jié)36-38
• 第三章 氧化鋅/改性半焦脫硫劑的制備與物性分析38-48
• 3.1 實驗儀器、試劑與表征方法38-40
• 3.1.1 實驗儀器38
• 3.1.2 實驗試劑38-39
• 3.1.3 脫硫劑的表征方法39-40
• 3.2 脫硫劑的制備40-45
• 3.2.1 活性組分氧化鋅的制備與表征40-42
• 3.2.2 脫硫劑的制備42-45
• 3.3 脫硫劑的活性評價45-46
• 3.3.1 實驗裝置45
• 3.3.2 實驗條件45-46
• 3.3.3 實驗方法和步驟46
• 3.3.4 脫硫劑的活性評價指標46
• 3.4 小結(jié)46-48
• 第四章 常規(guī)焙燒制備的脫硫劑活性評價48-66
• 4.1 負載比對脫硫劑硫化性能的影響48-50
• 4.2 活性組分含量對脫硫劑硫化性能的影響50-52
• 4.3 焙燒溫度對脫硫劑硫化性能的影響52-54
• 4.4 焙燒時間對脫硫劑硫化性能的影響54-56
• 4.5 助劑含量對脫硫劑硫化性能的影響56-58
• 4.6 常規(guī)焙燒制備脫硫劑硫化前后的表征58-63
• 4.6.1 脫硫劑硫化前后XRD分析58-59
• 4.6.2 脫硫劑硫化前后XPS表征59-61
• 4.6.3 脫硫劑硫化前后SEM分析61-62
• 4.6.4 脫硫劑硫化前后物理性質(zhì)的變化62-63
• 4.7 小結(jié)63-66
• 第五章 微波焙燒制備的脫硫劑活性評價66-100
• 5.1 焙燒溫度對脫硫劑硫化性能的影響66-72
• 5.1.1 穿透曲線與硫容66-68
• 5.1.2 機械強度68-69
• 5.1.3 XRD表征69
• 5.1.4 物性參數(shù)表征69-70
• 5.1.5 分形維數(shù)計算70-72
• 5.2 焙燒時間對脫硫劑硫化性能的影響72-76
• 5.2.1 穿透曲線與硫容72-73
• 5.2.2 XRD表征73-74
• 5.2.3 物性參數(shù)表征74
• 5.2.4 分形維數(shù)計算74-76
• 5.3 助劑含量對脫硫劑硫化性能的影響76-81
• 5.3.1 穿透曲線與硫容76-77
• 5.3.2 XRD表征77-78
• 5.3.3 物性參數(shù)表征78-79
• 5.3.4 XPS分析79-81
• 5.4 微波焙燒制備脫硫劑硫化前后的表征81-88
• 5.4.1 脫硫劑硫化前后XRD分析81-82
• 5.4.2 脫硫劑硫化前后物理性質(zhì)的變化82-84
• 5.4.3 脫硫劑硫化前后SEM表征84-85
• 5.4.4 脫硫劑硫化前后XPS表征85-88
• 5.4.5 脫硫劑硫化前后分形維數(shù)計算88
• 5.5 常規(guī)與微波焙燒最優(yōu)條件下制備脫硫劑的對比88-97
• 5.5.1 脫硫劑硫化性能的對比88-90
• 5.5.2 兩種焙燒方式下脫硫劑表征對比90-97
• 5.6 小結(jié)97-100
• 第六章 總結(jié)100-102
• 6.1 結(jié)論100-101
• 6.2 論文創(chuàng)新點101
• 6.3 展望101-102
• 參考文獻102-112
• 致謝112-114
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文114

您可以在本站搜索以下學(xué)術(shù)論文文獻來了解更多相關(guān)內(nèi)容

納米二氧化鈰制備與EPR特性研究    李澤彬;殷春浩;趙強;

氧化鋅顆粒脫硫中固體擴散的動力學(xué)分析    樊惠玲,郭漢賢,上官炬,李春虎

黏結(jié)劑對鐵酸鋅脫硫劑在高溫煤氣中脫硫性能的影響    許鴻雁,梁美生,李春虎,王永剛

Ni-Zn-Fe復(fù)合氧化物脫硫劑再生研究    郭晉菊;黃戒介;趙建濤;房倚天;

CaO孔結(jié)構(gòu)分形特性研究    王春波;陳傳敏;李永華;梁秀俊;

超聲波和微波聯(lián)合輻照下鐵酸鋅的制備    謝燕青;

高溫煤氣脫硫劑的研制及活性評價    張海紅;上官炬;鮑衛(wèi)仁;侯鵬飛;樊惠玲;常麗萍;

改性褐煤半焦用于柴油選擇性吸附脫硫    齊欣;李春虎;高晶晶;楊林;馮麗娟;

高嶺土晶體結(jié)構(gòu)與裂化催化劑性能關(guān)系研究    張永明,唐榮榮,鄭叔琴,劉宏海

納米氧化鈰的制備及其催化性能研究    徐宏,劉劍洪,蔡弘華,田德余

鉻渣的處理及利用一體化    劉亞輝;馬書文;劉亞;劉永波;

納米氧化鈰抗紫外的研究    呂天喜,郝仕油,應(yīng)桃開

微乳法制備納米催化劑的工藝和應(yīng)用    余文學(xué);

污水提升泵站惡臭環(huán)境影響調(diào)查分析及其防治措施    武桂芝;鄭西來;賈理珍;孫英杰;丁泉君;

運用微波能技術(shù)干燥天然橡膠的研究    藺海蘭;楊全運;符永勝;蔣菊生;黃桂春;葉克平;

草酸二甲酯均相沉淀法制備超細CeO_2的研究    梅燕;韓業(yè)斌;聶祚仁;

微波殺菌技術(shù)在肉制品中的應(yīng)用    褚軍曉;

用HF和H_2SiF_6脫灰制高精煤    王同華,崔之棟,鄭明東

活性炭纖維的脫硫性能    李開喜,呂春祥,凌立成

CaO固硫反應(yīng)機理研究的新進展    楊海波,武增華,邱新平

功能纖維用納米CeO_2的制備方法及應(yīng)用    高永揚;梁小平;王劍臣;呂超;岳雪梅;王小會;

炭基環(huán)境催化劑的功能    李媛;華堅;尹華強;黃麗華;汪南方;

裂解汽油二段加氫催化劑器外預(yù)硫化本征動力學(xué)研究    張健偉;董群;門亞男;

光催化劑的制備及其應(yīng)用    陳紅霞;

放電改性對活性炭纖維硫吸附性能影響的初步研究    周燁;王祖武;曹小滿;

二次微波加熱水玻璃砂新工藝及其性能特征    吳香清;樊自田;王繼娜;

納米氧化鋅的制備技術(shù)現(xiàn)狀和發(fā)展概況    印萬忠;丁亞卓;

高嶺土原位晶化制備分子篩硅鋁比測定    劉文華;蘇建明;

多孔氧化鈣孔結(jié)構(gòu)特征數(shù)學(xué)描述的建模方法    劉煜;范立群;邱武斌;吳文龍;

固相合成納米氧化鋅粉體及光催化特性研究    張東翔;金飛;徐航;

活性半焦低溫催化氧化脫除煙氣中NO的研究    高健

粘土基多孔吸附/催化材料及其凈化典型VOCs的性能    屈芳

高表面積鈰基復(fù)合氧化物的制備與催化氧化性能研究    李宏峰

稻殼生物質(zhì)資源的綜合利用    安冬敏

硫化物半導(dǎo)體發(fā)光納米晶和稀土熒光納米顆粒的制備、表征及應(yīng)用研究    李岳彬

新型功能化吸附劑的制備及其在金屬離子分析中的應(yīng)用    李振華

高效農(nóng)藥殘留物檢測酶納米生物傳感器的研制    關(guān)樺楠

金屬氧化物和草酸鹽催化太根發(fā)射藥熱分解反應(yīng)的研究    魏文嫻

一種新型發(fā)射藥燃燒性能測試和內(nèi)彈道數(shù)值計算方法研究    趙軍

超細TiO_2及其復(fù)合粉體的制備、表征與光催化性能研究    趙金偉

褐煤對含染料廢水的吸附與絮凝作用研究    郭喜亮

微波加熱瀝青路面熱再生養(yǎng)護機溫度控制系統(tǒng)設(shè)計及實驗研究    任武

利用鋼廠赤泥和堿廠白泥研制燃氣（H_2S）脫硫劑    王志濤

改性活性半焦脫除煙氣中NO_X的研究    王萍

炭基吸附劑在模擬鹵水提碘中的應(yīng)用研究    韓欣欣

二氧化鈰、氧化釔微/納米結(jié)構(gòu)的可控合成、表征及性能研究    陳建君

三價鈷氨絡(luò)合物催化還原中活性炭改性的研究    程靜怡

鐵錳系氧化物脫除合成氣中羰基硫的應(yīng)用基礎(chǔ)研究    柏勇

MgCl_2/TiCl_4催化劑的制備及其催化乙烯淤漿聚合    楊俊鳳

負載型鉻鉬復(fù)合聚乙烯催化劑的硅膠載體改性研究    劉麗芳

電子順磁共振儀的參數(shù)最佳選擇    李澤彬;殷春浩;呂海萍;魏雪松;

氣相法工藝生產(chǎn)雙峰形或?qū)挿肿恿糠植季垡蚁┘夹g(shù)進展    桂祖桐,達建文,盧曉

聚乙烯工藝比較及進展    李省岐

UNIPOL氣相法流化床聚乙烯工藝冷凝態(tài)技術(shù)最新進展    宮小文,苗春蘭,楊寶柱,寧凡河

微波加熱技術(shù)在材料工業(yè)中的應(yīng)用前景    馮士明,錢茹

超聲波技術(shù)在食品工業(yè)中的應(yīng)用    葛飛

CuO/AC低溫脫除煙氣中SO_x和NO_x的研究    劉守軍,劉振宇,朱珍平,牛宏賢

氧化鋅顆粒脫硫中固體擴散的動力學(xué)分析    樊惠玲,郭漢賢,上官炬,李春虎

大比表面積炭質(zhì)吸附劑的表面及孔隙發(fā)展    楊紹斌,胡浩權(quán)

煤中礦物質(zhì)對NO-半焦還原反應(yīng)的影響    趙宗彬,李保慶

活性炭載體改性進展    侯春燕;王公應(yīng);馮良榮;

氧化鐵高溫煤氣脫硫行為及助劑影響規(guī)律的研究    樊惠玲

煤半焦在焦?fàn)t煤氣轉(zhuǎn)化制備合成氣中的作用    張華偉

脫硫劑分形孔結(jié)構(gòu)特性及其硫化活性的研究    繆明烽,沈湘林

新型高效脫硫劑在含硫污水氨精制系統(tǒng)的應(yīng)用    劉學(xué)東,涂怡然,馬杰,胡紅春

新型助燃脫硫劑    

湖北化研所氣凈中心又成功出口二種精脫硫劑到美國和英國    孔渝華 ,葉敬東

電石脫硫劑生產(chǎn)工藝的防爆方法    鐘圣俊,黨君祥,李剛,孫莉,鄧煦帆

制備過程中水合時間對脫硫劑性能影響的實驗研究    姚瑤,高翔,宋薔

赤泥脫硫劑的配制與應(yīng)用    谷天野,王潤葉,閆國富

流化床燃燒脫硫劑反應(yīng)活性的測試及其評價方法    程樂鳴,劉妮,駱仲泱,方航宇,倪明江,岑可法

飛灰及其混合脫硫劑漿液脫硫特性的實驗研究    余世清吳忠標

石灰/粉煤灰水合反應(yīng)制備高活性脫硫劑機理分析    王建宏,齊美富

氧化鎂基脫硫劑鐵水脫硫過程的熱力學(xué)分析    任曉冬;張廷安;劉燕;勾力爭;李沖;豆志河;呂國志;赫冀成;

對廢脫硫劑處理的研究    楊文剛;

對廢脫硫劑處理的研究    楊文剛;

888脫硫劑在焦?fàn)t氣脫硫中的應(yīng)用    溫福亞;周軍建;周軍生;

節(jié)能環(huán)保技術(shù)的先行者——記陳炳廉和他研發(fā)的“節(jié)能脫硫劑”    

天然氣活性炭基脫硫劑性能評價    樊輝;陳陸建;趙紅;甑建;孫文成;胡康寧;

焦?fàn)t煤氣絡(luò)合鐵脫硫劑配比的實驗研究    曹密靜;王勝春;閆紹才;

煤炭高效節(jié)能消煙脫硫劑(簡稱節(jié)能脫硫劑)    

鎂復(fù)合脫硫劑與復(fù)合脫硫劑在攀鋼的實踐分析    梁新騰;陳永;曾建華;李桂軍;黃正華;

濕法煙氣脫硫系統(tǒng)中脫硫劑石灰石及其溶解特性研究    毛志偉;王浩明;孫禮明;

創(chuàng)新招標方法采購原油脫硫劑    王成明　黃筱琳

管線鋼深脫硫劑開發(fā)    萬雪峰 李德剛 廖相巍

石家莊裕西地區(qū)免費發(fā)放脫硫劑    徐俊華　周迎久 通訊員 王嬋 高莎

一種銅系脫硫劑的再生方法    

強化助燃脫硫劑高效節(jié)煤    蔡維希

“豐華”把脫硫劑做到東北最大    記者 孫希軍

大連油管火災(zāi)禍因:脫硫劑加注亂作業(yè)    記者 朱立毅

脫硫劑擴散對鐵水脫硫的影響    路素娟

新型高效脫硫劑投入工業(yè)應(yīng)用    張建新

按照反應(yīng)熱力學(xué)合理選擇脫硫劑    吳巍 胡硯斌 韓志軍

鈣基脫硫劑反應(yīng)性能評價體系及反應(yīng)機理的研究    劉妮

納米鋅基脫硫劑室溫脫硫效能及再生研究    李芬

加壓煤氣化鈣基脫硫劑還原脫硫及硫化鈣氧化的研究    宋占龍

介孔高溫煤氣脫硫劑的研制與性能研究    張鳳梅

鈣基脫硫劑硫化反應(yīng)產(chǎn)物層擴散機制研究    尚建宇

鈣基脫硫劑微觀結(jié)構(gòu)特性與流化床燃燒脫硫試驗研究    程世慶

炭質(zhì)多孔材料的結(jié)構(gòu)控制及對H2S、CO2脫除行為研究    陳慶軍

變壓過程脫除氣體中微量硫化氫的研究    鐘立梅

O_2/CO_2氣氛下燃煤中硫與氮在熱場中轉(zhuǎn)化行為的研究    王宏

O_2/CO_2氣氛下鈣基脫硫劑脫硫機理研究    陳傳敏

氧化鐵脫硫劑脫硫行為的研究    劉生昕

氧化鈰高溫煤氣脫硫劑的制備與活性評價    高春珍

稀土氧化物高溫煤氣脫硫劑的制備、表征與性能研究    湛月平

高效脫硫劑制備原理與技術(shù)開發(fā)    趙素偉

聚苯乙烯微球的制備及織構(gòu)對高溫煤氣脫硫劑性能的影響    宋瑾

鈰、鉬添加劑對以粉煤灰為載體的鐵基中高溫煤氣脫硫劑硫化性能的影響    王德海

半焦負載鐵酸鋅高溫煤氣脫硫劑的制備及其活性評價    王睿

氧化鐵脫硫劑的制備、改性及回收利用研究    錢紅輝

添加金屬氧化物對脫硫劑脫硫性能影響的研究    黃紅

脫硫劑特性及石灰消化的試驗研究    郭秀鍵