铁锰基中温煤气脱硫吸附剂的气氛效应研究

【摘要】： 中高温煤气脱硫净化是煤炭高效、清洁转化的关键技术。借助不同活性组分的性能构建的“粗脱+精脱”两步脱硫工艺中,粗脱硫阶段性能优良的脱硫用吸附剂使H2S的深度脱除,可以减轻精脱硫阶段的负荷,节约生产成本。含铁金属氧化物来源广泛、价格低廉、反应速率快、硫容高,是备受关注的粗脱硫用吸附剂的活性组分。对其进行改性及性能的考察可为工业化应用提供必要的基础和理论依据。 实验通过对各种铁盐前驱物制备的氧化铁硫化性能的考察,优选出硫化性能好的硝酸铁作为活性组分前驱物;同时以硝酸锰作为助活性组分前驱物,采用共沉淀法制备了一系列铁锰基吸附剂,分别考察了复合氧化物吸附剂中铁锰摩尔比,及反应气氛对其硫化性能的影响;针对脱除H2S过程尾气中出现COS的问题,进行了不同价态的铁锰活性组分在COS / N2和H2 / COS / N2气氛中的性能研究。得出了如下结论: 1)硝酸铁、硫酸亚铁制备的氧化铁(NF,SF)和分析纯氧化铁(F)的硫化活性顺序为: NF F SF,综合考虑认为硝酸铁作为脱硫用吸附剂的前驱物最佳。 2)铁基吸附剂中,锰的加入有利于硫化性能的改善,铁锰摩尔比为7 : 3的脱硫剂7F3M750的硫化性能最佳。 3) H2对铁锰基吸附剂硫化性能具有促进作用,这与其在硫化过程中的还原程度和活性组分的存在形态有关,铁氧化物不完全还原时的硫化性能最佳。 4) CO2较大的分子体积产生的空间位阻对吸附剂的硫化性能具有不利影响,CO歧化反应产生的积炭对吸附剂的结构稳定性不利;CO和CO2在气氛中共存,可较大程度上改善CO2对吸附剂硫化反应的空间位阻以及CO生成积炭的不利影响。 5)作为硫化反应的产物,H2O对吸附剂各晶相硫化性能的抑制作用最为显著。该作用可通过混合气氛中的水煤气变换反应而减弱,通过逆水煤气变换反应而增强。 6) Fe对H2S脱除的能力小于Fe2O3和Fe3O4,但各形态铁活性组分脱除H2S的能力均大于Mn2O3和MnO。 7) Fe2O3、Fe3O4和Fe对COS的脱除能力大小顺序与温度有关,但均明显弱于Mn2O3和MnO。 8)铁和锰的硫化物对COS的氢解反应具有不同程度的催化作用。 【关键词】：煤气 气氛效应 铁锰基吸附剂 COS 中高温脱硫
【学位授予单位】：太原理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：TQ546.5
【目录】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 文献综述与课题选择10-24
• 1.1 课题背景10-11
• 1.2 中高温金属氧化物吸附剂的发展现状11-18
• 1.2.1 单金属氧化物吸附剂的研究11-14
• 1.2.2 复合金属氧化物吸附剂的研究14-17
• 1.2.3 助剂对吸附剂性能的影响17-18
• 1.2.4 小结18
• 1.3 金属氧化物吸附剂的制备18-22
• 1.3.1 机械混合法18-19
• 1.3.2 浸渍法19-20
• 1.3.3 沉淀法20-21
• 1.3.4 溶胶凝胶法21
• 1.3.5 熔融法21
• 1.3.6 小结21-22
• 1.4 中高温煤气脱硫过程中的气氛效应22-23
• 1.4.1 H_2 的影响22
• 1.4.2 H_2O 的影响22-23
• 1.4.3 含炭气体的影响23
• 1.5 课题的选择及研究内容23-24
• 第二章 实验部分24-32
• 2.1 实验仪器和药品24-26
• 2.1.1 实验药品24
• 2.1.2 分析测试仪器24-26
• 2.2 吸附剂的制备26-28
• 2.2.1 活性组分前驱物的制备及筛选26
• 2.2.2 不同铁锰配比吸附剂的准备26-27
• 2.2.3 气氛效应实验用吸附剂的制备27
• 2.2.4 脱除COS 用吸附剂的制备27-28
• 2.3 活性评价方法28-32
• 2.3.1 活性组分前驱物筛选28
• 2.3.2 不同配比铁锰吸附剂的硫化实验28-29
• 2.3.3 COS 脱除实验29
• 2.3.4 气氛效应实验29-30
• 2.3.5 活性评价指标30-32
• 第三章 活性组分前驱物的筛选32-36
• 3.1 活性组分的XRD 分析32-33
• 3.2 活性组分的TPR 分析33-34
• 3.3 活性组分的硫化性能研究34-35
• 3.4 小结35-36
• 第四章 气氛对铁锰基吸附剂硫化性能及稳定性的影响36-46
• 4.1 不同配比铁锰吸附剂的硫化性能考察36-37
• 4.2 各样品的硫化性能37
• 4.3 H_2 的影响37-39
• 4.4 H_2O 的影响39-40
• 4.5 CO 的影响40
• 4.6 CO_2 的影响40-42
• 4.7 吸附剂在混合气氛中的硫化性能42-43
• 4.8 硫化气氛对COS 生成的影响43-44
• 4.9 小结44-46
• 第五章 铁锰氧化物脱除COS 性能的研究46-58
• 5.1 样品的XRD 分析46-47
• 5.2 温度对COS / N_2 气氛下样品脱除COS 能力的影响47-50
• 5.3 温度对H_2 / COS / N_2 气氛下样品脱除COS 能力的影响50-54
• 5.4 Mn_2O_3 和MnO 在 COS / N_2 气氛下对COS 的脱除性能54-55
• 5.5 Mn_2O_3 和MnO 在 H_2 / COS / N_2 气氛下对COS 的脱除性能55-56
• 5.6 小结56-58
• 第六章 结论与建议58-60
• 6.1 总结58-59
• 6.2 建议59-60
• 参考文献60-68
• 致谢68-69
• 攻读学位期间发表论文目录69

您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

海水和各类合成吸附剂中铀的分光光度测定    陈希贤;

吸附法制取低硼海水镁砂的研究    孙国清

低密度脂蛋白吸附剂的研究.——Ⅱ.磺化葡聚糖凝胶珠吸附剂    陈斌,潘继伦,童明容,俞耀庭,林晓华

回收FCC干气中乙烯的工艺技术与吸附剂    许际清

吸附剂净化SO_-2和NO_2气体的研究    张宪成，王泽霖，王文珠，陈起展，杨西

血液灌流吸附剂的研究─—DAC包膜活性炭的制备及性能    范山鹰，周培庆，徐荣南

卷烟烟气总粒相物选择性吸附剂的研制与应用    赵素琴，汪荣慧，秦文全，邢毅，张丽杰，苏广昌

重金属的生物吸附技术研究    陈勇生,孙启俊,陈钧,庄源益,戴树桂

载铜活性炭对CO的吸附作用    宗志敏,刘建周,张卫红,许海霞,刘光芬,梁存桢,魏贤勇

羧甲基淀粉吸附剂对水溶液中铬和铝离子的吸附研究    刘明华,张新申,邓云

霉菌毒素吸附剂在肉鸡试验中的效果研究    付双喜;冯定远;

高效空分制氧吸附剂LiLSX的组成和性能评价    李宏愿;尹伟民;魏渝伟;庞玲玲;王玉峰;何连清;

乙醇体系中硅胶负载二乙烯三胺吸附剂对金属离子的吸附研究    刘筱;张盈;

砷锑酸盐在铜电解液净化中的应用    陈启元;王学文;尹周澜;张平民;

聚乙烯醇为载体的双亲LDL吸附剂的制备及吸附性能研究    刘清平;王深琪;孔德领;

吸附法FCC汽油深度脱硫吸附剂研究    韩雪莲;王刚;董群;王鉴;

多器官功能障碍综合征血液吸附剂的研究进展    李莉;潘继伦;俞耀庭;

采用吸附剂回收乙烯的研究进展    张志翔;

吸附剂型回热器热声热机    余文峰;罗运文;李青;郭方中;

太阳能固体除湿制冷吸附剂的特性研究    崔群;姚虎卿;陶刚;

新型高效生物活性吸附剂问世    新华

在敬业与精业中创造奇迹    任继凯孙庆 杨艳

国产芳烃吸附剂工业化应用试验成功    张彦昌 李增杰

一种氧化铝吸附剂的制备方法    田书振

国产芳烃吸附剂工业化试验成功    彦昌 增杰

鞍钢热连轧技术首次输出 国产芳烃吸附剂打破垄断　    李呈叶 吴先明 尹其浩 邵光鹏

超强吸附剂，可吸附水中几乎全部微生物    记者 魏忠杰

智能化吸附剂开启药品研发新课题    徐铮奎

雅保将收购吸附剂科技公司    孟晶

谨防饲料防霉剂和吸附剂的“神话”    黑龙江生物科技职业学院 田培育

铁锰基吸附剂中温脱硫性能及气氛效应的研究    任秀蓉

高比表面积活性炭的制备、表征及应用    王秀芳

改性壳聚糖吸附剂脱除烟气中汞的实验与机理研究    张安超

半焦负载锌锰铜吸附剂的加压浸渍法制备及其中温煤气脱硫性能的研究    郑仙荣

新型功能化吸附剂的制备及其对痕量金属离子的分离富集    张莉

新型高效尿素氮及肌酐吸附剂    梁足培

汽油馏分的吸附脱硫及红外光谱研究    田福平

鼠李糖脂的菌体吸附及其对菌体表面的改性作用研究    钟华

负载型金属氧化物反应吸附模型化合物及FCC汽油中硫化物的研究    尹海燕

新型功能化吸附剂的制备及其在金属离子分析中的应用    李振华

铁锰基中温煤气脱硫吸附剂的气氛效应研究    王海堂

聚丙烯酰多乙烯多胺系树脂的合成及对LDL的吸附性能研究    焦银春

磷酸活化—微波热解法制备污泥吸附剂及其吸附除铬研究    杨柳

稀土吸附剂城市污水深度脱氮除磷    陈玉保

一种球形木质素金属吸附剂的研制及其应用研究    洪树楠

柱撑膨润土在饮用水处理中的应用    时小兵

高性能显象剂的研制    程相春

固定Cyanex272的桔皮纤维素类吸附剂制备及其对吸附重金属铅（Ⅱ）和镉（Ⅱ）的应用研究    陈丽华

变压吸附法脱除二氧化碳的研究    陈道远

KL-Ⅲ型吸附剂在固定床吸附器中的吸附特性研究    祝春进