煤氣低溫脫硫劑研制與工業(yè)脫硫工藝設(shè)計(jì)

【摘要】：活性炭具有豐富的孔結(jié)構(gòu),常用作脫色、除味和制作防毒面具的吸附劑等。自上世紀(jì)30年代,人們開始使用活性炭來脫除氣體中的硫化氫,它具有脫硫效率高、硫容量高、脫硫精度高(完全脫除)等優(yōu)點(diǎn),廣泛應(yīng)用于石油、化肥等行業(yè)的精脫硫。本論文針對(duì)煤氣低溫脫硫,研制了改性活性炭脫硫劑,并對(duì)活性炭煤氣脫硫裝置和脫硫工藝進(jìn)行了設(shè)計(jì)。 首先,制備了具有不同孔結(jié)構(gòu)的改性活性炭脫硫劑,研究了活性炭孔結(jié)構(gòu)對(duì)脫硫劑性能的影響。結(jié)果表明,活性炭的孔容對(duì)脫硫劑硫容量的影響大于比表面積的影響,而孔容和硫容量之間存在較好的線性關(guān)系?？讖皆?.94～4.3 nm范圍內(nèi)的微孔脫硫效果最佳,在該孔徑范圍內(nèi)的孔越多,脫硫劑的硫容量越大。此外,研究了浸漬劑和添加劑含量對(duì)脫硫劑性能的影響,結(jié)果表明,當(dāng)浸漬劑含量為6%,添加劑量為0.05%時(shí),脫硫劑的硫容量可達(dá)60%以上。 其次,研究了脫硫操作條件包括溫度、濕度、空速、氧含量等對(duì)脫硫效果的影響,確定了最佳的脫硫工藝條件為：氧含量與硫化氫含量的比為4：1,氣體濕度為80-100%,脫硫溫度為35-40℃,以及較低的空速?；趯?shí)驗(yàn)結(jié)果,提出了吸附水膜內(nèi)催化氧化硫化氫的浸漬活性炭低溫脫硫過程的機(jī)理：氣體中的水分在活性炭孔表面被吸收后形成一層水膜,H2S和O2通過擴(kuò)散進(jìn)入活性炭孔道后溶解于孔表面的水膜中,其中H2S在水膜中離解成H+和HS-02分子被活性炭表面吸附活化進(jìn)而與已水解的HS-發(fā)生反應(yīng)生成硫,沉積在活性炭孔表面。 最后,對(duì)5500m3/h煤氣的工業(yè)脫硫裝置進(jìn)行了設(shè)計(jì),并作了運(yùn)行經(jīng)濟(jì)和成本評(píng)估,表明浸漬活性炭脫硫用于高檔陶瓷行業(yè)將產(chǎn)生較好的經(jīng)濟(jì)效益。 【關(guān)鍵詞】：活性炭 脫硫 硫化氫 硫容量
【學(xué)位授予單位】：山東理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2011
【分類號(hào)】：TQ546.5
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-9
• 緒論9-10
• 第一章 文獻(xiàn)綜述10-28
• 1.1 氣體脫硫方法10-14
• 1.1.1 濕法脫硫10-11
• 1.1.2 干法脫硫11-12
• 1.1.3 其它脫硫方法12-13
• 1.1.4 干濕脫硫工藝比較13-14
• 1.2 活性炭脫硫14-26
• 1.2.1 浸漬活性炭脫除H2S14-16
• 1.2.2 浸漬改性活性脫硫機(jī)理的研究16-18
• 1.2.3 脫硫過程的動(dòng)力學(xué)研究18-19
• 1.2.4 活性炭表面化學(xué)性質(zhì)的影響19-20
• 1.2.5 活性炭孔結(jié)構(gòu)的影響20
• 1.2.6 活性炭脫硫過程中溫度的影響20-22
• 1.2.7 空速的影響22
• 1.2.8 H_2S濃度的影響22-23
• 1.2.9 O_2/H_2S的影響23
• 1.2.10 帶凈化氣體中其他組份的影響23-25
• 1.2.11 相對(duì)濕度的影響25-26
• 1.2.12 活性炭脫硫后的再生26
• 1.3 煤氣脫硫現(xiàn)狀分析26
• 1.4 課題主要研究?jī)?nèi)容與任務(wù)26-28
• 第二章 脫硫劑制備與性能研究28-53
• 2.1 前言28-29
• 2.2 實(shí)驗(yàn)方法29-36
• 2.2.1 實(shí)驗(yàn)藥品與設(shè)備29-30
• 2.2.2 脫硫劑的制備30-33
• 2.2.3 脫硫劑性能的評(píng)價(jià)33-36
• 2.2.4 實(shí)驗(yàn)檢測(cè)方法36
• 2.3 結(jié)果與討論36-52
• 2.3.1 活性炭孔結(jié)構(gòu)36-38
• 2.3.2 活性炭結(jié)構(gòu)的影響38-41
• 2.3.3 脫硫劑制備方法影響41-44
• 2.3.4 操作條件的影響44-49
• 2.3.5 脫硫過程機(jī)理49-52
• 2.4 結(jié)論52-53
• 第三章 工業(yè)煤氣脫硫工藝設(shè)計(jì)53-72
• 3.1 前言53
• 3.2 設(shè)計(jì)任務(wù)書53-54
• 3.2.1 設(shè)計(jì)題目53
• 3.2.2 設(shè)計(jì)任務(wù)及操作條件53-54
• 3.2.3 設(shè)計(jì)內(nèi)容54
• 3.3 工藝流程框圖及簡(jiǎn)介54-55
• 3.3.1 工藝流程框圖54-55
• 3.3.2 工藝流程簡(jiǎn)介55
• 3.4 物料計(jì)算及物料衡算55-58
• 3.4.1 物料計(jì)算55-56
• 3.4.2 物料衡算56-58
• 3.5 主要設(shè)備選型設(shè)計(jì)及附屬設(shè)備管道的選型58-61
• 3.5.1 風(fēng)機(jī)選型58
• 3.5.2 管道選型58-59
• 3.5.3 閥門選型59
• 3.5.4 旋風(fēng)除濕器計(jì)算59
• 3.5.5 脫硫塔計(jì)算59-60
• 3.5.6 脫硫后旋風(fēng)除塵器計(jì)算60-61
• 3.6 土建設(shè)計(jì)61-62
• 3.6.1 脫硫塔基礎(chǔ)61
• 3.6.2 風(fēng)機(jī)和除濕器及除塵器基礎(chǔ)61-62
• 3.7 控制系統(tǒng)62
• 3.8 電氣62-64
• 3.8.1 供電62-63
• 3.8.2 用電負(fù)荷63-64
• 3.9 避雷與接地64-65
• 3.10 經(jīng)濟(jì)分析65-71
• 3.10.1 建設(shè)投資預(yù)算65-66
• 3.10.2 運(yùn)行費(fèi)用66-67
• 3.10.3 經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)67-71
• 3.11 結(jié)論71-72
• 第四章 結(jié)論72-74
• 參考文獻(xiàn)74-80
• 攻讀碩士期間發(fā)表論文情況80-81
• 致謝81-82
• 附圖82

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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(píng)價(jià)體系及反應(yīng)機(jī)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(kuò)散機(jī)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(yàn)研究    程世慶

炭質(zhì)多孔材料的結(jié)構(gòu)控制及對(duì)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(chǎng)中轉(zhuǎn)化行為的研究    王宏

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