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高温煤气脱硫剂发展现状研究

目前,我国雾霾频发,大气污染状况严重,而燃煤排放被当作造成雾霾的罪魁祸首,大量的低阶煤由于热值太低得不到充分利用[1]。基于这一国情,有限煤炭等化石能源的高效转化与清洁利用成为我国亟待解决的重要问题[2]。整体煤气化联合循环发电(IGCC)由于其所拥有的环境友好性、经济型和高效性,在许多国家和地区内被广泛研究和工业化应用[3,4]。然而,煤气化的产品气中含有的H2S,若不加脱除,直接用于发电会变成SO2污染大气,化工生产中用作合成氨、制氢、甲醇、合成油、合成天然气等的原料也会造成催化剂中毒失活。目前国内外对脱硫剂性能的选择标准主要集中在以下几点[5,6]:(1)热力学性质:脱硫剂制备材料必须是热力学性能较优的,这样有利于在需要的温度下脱除99%以上的H2S;(2)硫容:高温煤气脱硫剂应具有优良的硫吸附能力,这将有助于减少脱硫剂的用量和体积上的要求;(3)脱硫剂硫化与再生动力学:硫化与再生动力学应维持较高速率以减少硫化-再生循环所...  (本文共7页) 阅读全文>>

太原理工大学
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SO_2-O_2协同作用下氧化铁高温煤气脱硫剂的再生行为

随着我国社会经济的日益发展,能源已经成为国民经济发展的重要支柱。煤炭在我国一次消费能源中更是占据首位,约占消耗量的68%,现在是、将来仍是我国能源消费的主力。但是,煤的开采和直接燃烧已经造成了非常严重的生态和环境污染问题,而70-80%以上的SO2、NOX、Hg、颗粒物、CO2等污染物都是由于煤炭的直接燃烧所引起的。随着我国煤炭资源的不断开发与利用,低阶煤将成为我国未来煤炭资源的主要利用类型。因此,煤炭资源特别是低阶煤的洁净转化与利用对我国国民经济和社会发展以及环境保护有着至关重要的意义。至今研究与开发的煤炭洁净转化利用技术,如IGCC(整体煤气化联合循环发电),FC(燃料电池发电),CPG(煤基多联产)等由于具有热效率高,污染低等优点已成为本世纪最先进的技术。硫化物的脱除在上述先进的煤炭转化利用技术中至关重要,而中高温脱硫技术成为上述洁净转化技术的重要环节。为适应工业应用的需求,高温煤气脱硫剂必须同时具备良好的脱硫性能、良好的...  (本文共205页) 本文目录 | 阅读全文>>

太原理工大学
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铈、钼添加剂对以粉煤灰为载体的铁基中高温煤气脱硫剂硫化性能的影响

中高温煤气脱硫是以气化煤气和热解煤气为基础的“多联产”洁净煤技术的关键,铁基脱硫剂由于其活性组分氧化铁的来源广泛、价格低廉、反应速率快、硫容高而备受关注,但其脱硫精度,机械稳定性差和使用寿命短是铁基脱硫剂在使用过程中存在的主要问题。基于文献及已有的工作基础,本文选用Fe_2O_3为主要活性组分,氧化铈和氧化钼作为活性添加剂,电厂粉煤灰为载体,制备了一系列铁基脱硫剂,并对其脱硫性能和机械稳定性进行了较为系统的研究。利用成分分析、磁力分选、粒度分析、XRD和SEM等手段对粉煤灰样品进行了分析,从而选择合适的粉煤灰做为脱硫剂载体。利用机械混合的方法控制不同脱硫剂的配比,经过成型、烘干、煅烧等工序制备出实验用高温脱硫剂。采用常压固定床实验装置,使用模拟煤气(CO: 32.69 vol%,CO2: 19.07 vol%,H_2: 39.58 vol%,N_2: balance gas,入口H_2S浓度控制在3100~5100 ppm)在4...  (本文共79页) 本文目录 | 阅读全文>>

太原理工大学
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铁酸锌高温煤气脱硫行为及气氛效应研究

新兴崛起的煤气整体化联合循环发电(IGCC)技术是二十一世纪最具前景的一项洁净煤利用技术,它预计能在2010年将整个发电系统的热效率提高到52%左右,并且环境友好。其中高温煤气热脱硫是IGCC的关键技术之一。在过去的几年中,高温煤气脱硫剂的研制与开发已从单金属氧化物逐渐转移到复合金属氧化物上,其中铁酸锌脱硫剂由于同时兼备了氧化锌和氧化铁二者的优势,具有高脱硫精度、高硫容和高反应活性,因而成为最具代表性的复合金属氧化物脱硫剂。本论文采用共沉淀法制备了铁酸锌活性组分,其制备得到的铁酸锌基本形成了尖晶石结构。煅烧温度、煅烧时间对铁酸锌晶粒的大小、比表面积、孔容、孔径分布都有很大的影响。进而以铁酸锌为主要原料,利用不同的粘土作为结构助剂制备了一系列高温煤气铁酸锌脱硫剂。在固定床反应器中于模拟Texaco煤气气氛下进行了脱硫剂的脱硫及再生过程研究,发现温度对高温煤气脱硫的影响效果显著,温度越高,硫化效果越好。铁酸锌脱硫剂在脱硫过程中伴随着...  (本文共212页) 本文目录 | 阅读全文>>

太原理工大学
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氧化铁高温煤气脱硫行为及助剂影响规律的研究

煤炭是世界上最丰富的化石燃料资源,整体煤气化联合循环发电(IGCC)是二十一世纪很有发展前途的一项高效率、低污染的燃煤发电技术,它不仅能满足日趋严格的环境保护要求,而且可以显著提高发电效率。高温煤气净化脱硫是IGCC的关键技术,脱硫剂在循环使用中稳定性下降是制约高温煤气脱硫技术发展的主要问题。深入了解脱硫剂在真实脱硫过程中的脱硫行为,并充分认识脱硫剂在循环使用中的各种变化规律以及助剂对脱硫剂脱硫性能的影响有助于这一问题的根本解决。作者采用不同粘土作为结构助剂,以赤泥为主要原料制备高温煤气氧化铁粗脱硫剂。首先,在固定床反应器中对制备出的各种粗脱硫剂在模拟Texaco炉煤气气氛中分别进行了连续的硫化再生循环性能考察。研究表明,各种脱硫剂的硫容随硫化/再生循环次数的增加有不同程度的降低,强度则有一定程度的增加;由砖瓦粘土制备的脱硫剂MS57802不仅具有最佳的脱硫活性,还有很好的脱硫稳定性,由高岭土类粘土制备的脱硫剂循环稳定性差;脱硫...  (本文共184页) 本文目录 | 阅读全文>>

《当代化工》2018年02期
当代化工

原油化学脱硫剂的研究进展

原油中硫化物主要包括有机硫化合物、无机硫化合物及少量的单质硫,就其性质主要分为三类:酸性硫化物、中性硫化物和热稳定性强的硫化物。石油中硫化物的存在不仅能降低燃料油产品的质量[1],而且对原油的开采、运输、后续加工和贮存造成技术上的难题[2,3]。尤其酸性硫化物H2S的存在不仅对运输以及加氢脱硫装置造成严重的腐蚀和破坏[4],而且对操作工人的人身健康问题有着严重的威胁[5,6]。原油中的硫化氢主要来源于开采原油本身所带和开采过程中硫化合物的分解[7,8]。H2S是一种无色有刺激性(臭鸡蛋味)气味的剧毒气体,分子量为34.08,密度大于空气、能溶于水。硫化氢主要通过呼吸道进入人体,吸入触低浓度的硫化氢会使人感到:眼灼热、刺痛、畏光;上呼吸道刺激症状有咽痒、流涕、咳嗽、胸部压迫感,吸入高浓度的硫化氢会使人迅速昏迷,甚至死亡。综上所述,原油中硫化物的脱除一直是当今石油行业的一大难题和挑战。现有的化学脱硫法[9]主要有吸收法、吸附法、氧化...  (本文共4页) 阅读全文>>

《天然气化工(C1化学与化工)》2018年02期
天然气化工(C1化学与化工)

低温锌基脱硫剂研究进展

锌基脱硫剂是以Zn O为主要活性组分,通过添加碱土金属或过渡金属氧化物等助剂来改善性能的精细脱硫剂,其特点是脱硫精度高且使用简便,在气体净化中占据着非常重要的地位。该脱硫剂主要用于脱除天然气、油田气、炼厂气、合成气(H2+CO)、二氧化碳等原料中的硫化氢及某些有机硫[1],以提高产品质量、防止设备腐蚀。氧化锌脱硫剂在30~200℃低温和200~600℃中温温区内均具有较好的应用[2]。低温氧化锌脱硫剂的研究始于上世纪90年代,其在低温下硫容较低(大于或等于10%),远低于中高温脱硫剂的硫容(30%以上),但能获得更高的脱硫精度(出口φ(H2S)可达0.2×10-5以下)[3]。目前合成氨、制氢、合成甲醇、煤化工、燃料电池、石油炼制等行业中的工艺过程均需要在低温条件下精脱硫,而且环境中的大量含硫污染物也需要在低温脱除[4],因此开发适用于低温的高效精脱硫剂具有重要意义。锌基脱硫剂若能克服低温脱硫硫容低、再生困难等问题,则应用前景广...  (本文共5页) 阅读全文>>