NiO/ZnO-Al_2O_3-SiO_2吸附剂反应吸附脱硫机理

对比考察了N_2和H_2载气下NiO/ZnO-Al_2O_3-SiO_2吸附剂对模拟汽油的吸附脱硫效果。与H_2气氛下的脱硫效果相比,N_2载气下吸附剂也具有明显脱硫效果,吸附剂表面积炭导致其脱硫效率降低,从而推断出NiO可以直接进行反应吸附脱硫反应。对不同载气和还原条件下反应前后吸附剂进行XRD、H_2-TPR、TOPT和XPS等表征结果表明:反应吸附条件下,吸附剂载体表面NiO难以被还原成单质Ni,说明H_2气氛下反应吸附过程中吸附剂中的NiO与单质Ni可能共同参与反应,反应后吸附剂上NiS_x存量极少。根据以上研究结果,提出了NiO为活性中心的反应吸附脱硫机理。     

Ce-Cu-Al-O复合金属氧化物吸附剂低温脱除H2S

用共沉淀法制备了一系列Ce-Cu-Al-O复合金属氧化物吸附剂,用于低温下脱除CO₂气体中的微量H₂S。采用XRD、N₂物理吸附、SEM及XPS等手段对脱硫前后的吸附剂结构进行表征。研究了Ce含量、煅烧温度、气体空速、杂质气体及吸附温度对吸附剂脱除H₂S性能的影响。结果表明,Ce-Cu-Al-O系列吸附剂在40℃条件下可有效脱除CO₂气体中的H₂S,Ce含量为10%的吸附剂（10Ce-Cu-Al-O）具有最大H₂S穿透吸附量,为94.1mg/g。研究发现,引入CeO₂能有效改善CuO的分散性,提高吸附剂的比表面积和孔容。提高煅烧温度,较大空速均不利于吸附剂的脱硫效果;平衡气CO₂会抑制H₂S的吸附;吸附温度不高于100℃时,10Ce-Cu-Al-O的穿透吸附量随温度升高而增加且不会生成COS副产物。表征结果显示,硫化后吸附剂的组分团聚导致了比表面积和孔容降低。此外,失活后的脱硫剂可在100℃用空气再生。     

硫化氢对负载型钴铈双金属吸附剂脱除模拟煤气中单质汞的促进机理

采用共沉淀法制备了一系列不同配比的钴铈双金属吸附剂（Ce_xCo_yTi）,在固定床实验台上探究低温（80～240℃）下脱除模拟煤气中Hg⁰的特性及机理。结果表明,Ce、Co负载比为0.2、0.1时,在120℃、N₂+H₂S气氛下吸附剂表现出最佳的脱汞效果,其效率为95.3%;Ce_0.2Co_0.1Ti在N₂气氛下不仅存在物理吸附而且存在较强的化学吸附;在考察范围内,Ce_0.2Co_0.1Ti脱汞效率随H₂S浓度的增加而增加。采用基于DFT的第一性原理软件VASP模拟H₂S和Hg在Ce_0.2Co_0.1Ti表面的吸附及反应过程,表明Hg化学吸附于吸附剂表面,H₂S易解离形成S,且S极易与吸附态的Hg反应生成HgS,活化能垒为0.214eV,反应遵循Langmuir-Hinshelwood机理。     

H2气氛中TiOx的形成及其对Ni/TiO2催化剂顺酐液相加氢性能的影响

采用等体积浸渍法制备了Ni/TiO₂催化剂,利用N₂物理吸附、H₂-TPR、XRD、H₂-TPD及CO-TPSR等表征手段研究H₂气氛中随着热处理温度升高,Ni/TiO₂催化剂结构和织构变化规律,并考察催化剂的顺酐液相加氢性能。研究表明,随着热处理温度的升高,催化剂C-C键加氢活性逐渐增高,而CO加氢活性先增高后降低。产生这一现象的原因与TiO_x物种随H₂气氛中热处理温度的升高而逐渐增多有关。     

CO/N2/CO2在MOF-74(Ni)上吸附相平衡和选择性

主要研究了MOF-74(Ni)材料对CO/N₂/CO₂的吸附分离性能。应用水热法合成制备MOF-74(Ni),分别采用全自动表面积吸附仪、P-XRD、扫描电子显微镜对材料的孔隙结构和晶体形貌进行了表征,应用静态吸附法测定了CO、N₂和CO₂在MOF-74(Ni)上的吸附等温线,应用DSLF方程模拟了3种气体MOF-74(Ni)上的吸附等温线,依据IAST理论模型计算了MOF-74(Ni)对CO/N₂二元混合物和CO/CO₂二元混合物的吸附选择性。研究结果表明:在0.1 MPa和常温条件下,MOF-74(Ni)材料对CO吸附容量高达6.15 mmol·g^-1,而相同条件下N₂的吸附量只有0.86 mmol·g^-1。MOF-74(Ni)在低压下(0～40 kPa)对CO的吸附量明显高于其对CO₂的吸附量。应用IAST模型估算MOF-74(Ni)对二元混合物吸附选择性的结果表明:MOF-74(Ni)对CO/N₂混合物的吸附选择性在1000以上;MOF-74(Ni)对CO/CO₂的吸附选择性在4～9范围,在所研究的二元气体混合物吸附体系中,MOF-74(Ni)都能优先吸附CO。     

铁基活性组分对COS的吸附及催化转化作用

采用共沉淀法制备了脱硫用铁基吸附剂的主要活性组分Fe₂O₃,并对其进行还原处理,制备了不同价态的含铁组分Fe₃O₄和Fe。使用固定床反应装置分别考察了三者在400～500 ℃范围内、COS / N₂和H₂ / COS / N₂两种气氛下对COS的吸附和催化转化的行为。结果表明：在COS / N₂气氛下,三者对COS均有吸附,其吸附能力随温度的变化而异,不同温度下三者对COS吸附的硫容顺序为：Fe₂O₃>Fe₃O₄>Fe（400℃和450℃）;Fe₃O₄> Fe₂O₃>Fe（500℃）。在H₂ /COS / N₂ /气氛下,COS的氢解反应随着温度的升高而增强,各活性组分的硫化产物对COS的氢解反应都具有一定的催化作用,这对于抑制H₂S向COS转化具有积极的作用。     

H2S对铝基固态胺吸附剂吸附CO2性能的干扰机制

H₂S杂质对固态胺吸附剂吸附CO₂性能的干扰机制还缺少全面研究。以Al₂O₃为载体负载聚乙烯亚胺(PEI)制备铝基固态胺吸附剂(PEI@Al₂O₃),系统探究了H₂S对其CO₂吸附容量、吸附速率和循环吸附性能的影响规律。结果表明：H₂S与CO₂共存时,会相互抢占吸附剂上的胺基活性位点,从而发生竞争性吸附,但在模拟沼气条件(40%CO₂+59.5%CH₄+0.5%H₂S)下,H₂S的吸附竞争力远小于CO₂,H₂S吸附被抑制,且二者的最佳吸附温度不一致,在CO₂最佳吸附温度下,PEI@Al₂O₃的CO₂吸附容量和循环稳定性均不受H₂S干...     

Ni基吸附剂上催化裂化汽油反应吸附深度脱硫性能研究

采用干混法制备了3种反应吸附脱硫剂:Ni/ZnO-SiO_2-Al_2O_3、NiO/ZnO-SiO_2一Al_2O_3、NiS/ZnO-SiO_2-Al_2O_3,并利用小型固定床实验装置进行了催化裂化汽油脱硫实验.研究发现,活性组分Ni处于不同化学形态时,吸附剂脱硫活性顺序为:Ni/ZnOSiO_2-Al_2O_3＞NiO/ZnO-SiO_2一Al_2O＞NiS/ZnO-SiO_2-Al_2O_3.还原态Ni基吸附剂Ni/ZnO-SiO_2-Al_2O_3反应吸附脱硫最佳工艺条件为:反应温度370℃.总压力2.0MPa,体积空速5.0 h-1,氢/油摩尔比2.6.在最佳工艺条件下测得了吸附剂的穿透曲线,并通过穿透曲线获得了吸附剂的饱和硫容.     

温度和氧含量对NH4Br改性稻壳焦汞氧化吸附特性的影响

采用10 g·L^-1 NH₄Br溶液对原始稻壳焦进行浸渍改性制备了脱汞吸附剂。利用比表面积及孔隙度分析仪、扫描电子显微镜/X射线能谱分析仪对改性前后稻壳焦吸附剂物理化学性质进行表征。在固定床汞吸附实验台上对吸附剂床层出口元素汞(Hg⁰)和二价汞(Hg²⁺)进行同步检测,研究了不同温度下N₂气氛和N₂+6.4 %(体积)O₂气氛中改性稻壳焦的汞氧化吸附特性。50℃下N₂气氛、N₂+6.4%(体积)O₂气氛以及150℃下N₂气氛中固定床出口均未明显检测到Hg²⁺,50℃和150℃时脱汞率均可达90%。温度为150℃时,在N₂+6.4%(体积)O₂气氛中吸附剂的总汞(Hg^T)脱除效率为98.2%,其中82.2%的Hg⁰被吸附脱除,其余则被O₂非均相氧化为Hg²⁺而氧化脱除。通过对程序升温管式炉出口Hg^T进行检测研究了吸附剂表面吸附态汞的脱附特性。汞脱附峰值温度300℃表明吸附态汞可能以Hg-Br化合物的形式赋存于改性稻壳焦表面,220~350℃的脱附温度说明吸附态汞有较高的热稳定性。100.14%~118.62%的汞平衡率验证了实验结果的准确性。     

ZrO2/SiO2催化剂的制备及其氧化脱硫性能研究

以己内酰胺-八水氧氯化锆低共熔溶剂为添加组分,采用溶胶-凝胶法合成含锆的硅胶,再经过高温煅烧得到n-ZrO₂/SiO₂ （n=2%,4%,6%） 负载型催化剂。并用红外光谱（FT-IR）、X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）、N₂吸附-脱附、X射线光电子能谱（XPS）对其进行结构表征,确定ZrO₂成功负载到SiO₂上。以ZrO₂/SiO₂为催化剂和吸附剂,H₂O₂为氧化剂组成催化氧化脱硫体系,并应用于模拟油脱硫。分别考察了氧化锆负载量、反应温度、氧硫比、催化剂加入量及不同类型的硫化物对脱硫效果的影响。实验结果表明,在反应温度为70℃、n（H₂O₂）/n（S）=4（摩尔比）、4%-ZrO₂/SiO₂的加入量为0.2 g的最佳反应条件下,氧化脱硫体系对二苯并噻吩（DBT）、4,6-二甲基二苯并噻吩（4,6-DMDBT）和苯并噻吩（BT）的脱除率分别为98.7%、93%和65.9%。且4%-ZrO₂/SiO₂回收利用5次后,DBT脱除率仍可达到91.8%。     

焙烧温度对Ni/ZnO/Al2 O3深度吸附脱除苯中噻吩性能的影响

采用固相法及尿素沉淀法分别制备Ni O和ZnO,以ω(ZnO)∶ω(Ni O)∶ω(Al_2O_3)=0.3∶1∶1混涅成型制备脱硫吸附剂,考察焙烧温度对吸附剂选择性吸附脱除苯中微量噻吩硫化物的影响,并采用XRD、H_2-TPR和BET等对吸附剂进行表征。结果表明,前驱体的焙烧温度对吸附剂晶体结构和脱硫性能影响显著,焙烧温度500℃时,吸附剂表面活性位及与载体的相互作用适中,吸附脱硫效果最好。在185℃和1.5 MPa吸附条件下,以含噻吩100 mg·L~(-1)的苯为原料,吸附剂动态饱和吸附硫容量可达18.4 mg·g~(-1),吸附后苯中噻吩浓度不高于0.010 mg·L~(-1),表明制备的吸附剂具有较好的吸附脱硫应用前景。     

TiO_2对Ag/Al_2O_3吸附剂的柴油吸附脱硫性能的影响

采用浸渍法制备不同Ti O2含量的Ag/Ti O2-Al2O3吸附剂,以含硫量为245.36 mg·L-1的商品柴油作为考察对象,常温、常压条件下采用静态评价进行吸附脱硫性能研究。结果表明,经过Ti O2改性的Ag/Al2O3吸附剂柴油吸附脱硫活性有较大幅度提高。通过X射线衍射、N2物理吸附、O2化学吸附和NH3程序升温脱附等研究Ti O2改性剂的影响。关联活性测试和表征结果发现,吸附剂的吸附脱硫活性受吸附剂比表面积、活性金属Ag分散度和吸附剂表面酸协同影响。吸附剂比表面积越大,活性金属Ag分散度越高,吸附剂表面弱酸性位点数量越多,强酸性位点数量越少,吸附剂吸附脱硫活性越高。2%Ag/4%Ti O2-Al2O3的吸附脱硫活性最高,饱和硫容达2.11 mg·g-1。     

NiO/γ-Al2O3吸附剂脱除各馏分汽油中硫化物的研究

通过等体积浸渍制备了NiO/γ-Al2O3吸附剂,对各馏分段汽油进行反应吸附脱硫,考察了还原前后吸附剂对汽油脱硫性能的影响。结果表明:随着沸点的升高,硫含量升高,硫化物转移到高沸点的馏分中;吸附剂还原后,脱硫率和穿透硫容均比还原前要好;吸附剂对高馏分汽油脱硫时积炭量要少。     

PREPARATION OF (Ni/W)-γ-Al2O3 MICROSPHERES AND THEIR APPLICATION IN ADSORPTION DESULFURIZATION FOR MODEL GASOLINE

A kind of desulfurization adsorbent, (Ni/W)-γ-Al₂O₃ microsphere, was prepared by a new method of in situ chemical reduction. The adsorbent consists of active components (transition metals Ni and W) and a carrier (γ-Al₂O₃). Ni and W in γ-Al₂O₃ microspheres are fine in size and can be distributed homogeneously on the surface and inside of the γ-Al₂O₃ carrier. The desulfurization of the adsorbent made by the in situ chemical reduction method was carried out in model gasoline. Its desulfurization capacity increases 23% in comparison with that made by the conventional impregnation method. The composition and configuration of adsorbents were analyzed by scanning electron microscopy (SEM), electron energy dispersive X-ray spectroscopy (EDX), and X-ray diffraction (XRD). The in situ chemical reduction method offers a new and promising method for preparation of desulfurization adsorbents containing active components.     

Desulfurization of gasoline by condensation of thiophenes with formaldehyde in a biphasic system using aqueous phase of acids

Aqueous phase of acids as catalysts for the desulfurization of gasoline by condensation of thiophenes with formaldehyde in a biphasic system was investigated. Two types of model gasoline with and without aromatics and olefins were employed in this work. The desulfurization rates were above 90% on these two types of model gasoline using formic acid and H_3PW_(12)O_(40)(0.8 mol·L~(-1)), indicating that the presence of aromatics and olefins has no effect on the desulfurization rate. High temperature(above 90 °C) was more favorable to the process for desulfurization. Four hours was considered to be the proper treating time for the sulfur removal. In addition,aqueous phase of acids could be recycled at least 4 times without decreasing desulfurization rate. Finally, the possible process for the integration of condensation desulfurization into the existing refinery process for the production of gasoline with low sulfur content was proposed.     

Systematic investigation of SO2 adsorption and desorption by porous powdered activated coke: Interaction between adsorption temperature and desorption energy consumption

Porous carbon materials have been widely used for the removal of SO₂ from flue gas. The main objective of this work is to clarify the effects of adsorption temperature on SO₂ adsorption and desorption energy consumption. Coal-based porous powdered activated coke (PPAC) prepared in the drop-tube reactor was used in this study. The N₂ adsorption measurements and Fourier transform infrared spectrometer analysis show that PPAC exhibits a developed pore structure and rich functional groups. The experimental results show that with a decrease in adsorption temperature in the range of 50–150?℃, the adsorption capacity of SO₂ increases linearly; meanwhile, the adsorption capacity of H₂O increases, resulting in the increase in desorption energy consumption per unit mass of adsorbent. The processes of SO₂ and H₂O desorption were determined by the temperature-programmed desorption test, and the desorption energies for each species were calculated. Considering the energy consumption per unit of desorption and the total amount of adsorbent, the optimal adsorption temperature yielding the minimum total energy consumption of regeneration is calculated. This study systematically demonstrates the effect of adsorption temperature on the adsorption–desorption process, providing a basis for energy saving and emission reduction in desulfurization system design.     

MoO2/g-C3N4催化剂的制备及其氧化脱除模拟油中的硫化物

采用高温煅烧MoO₂和g-C₃N₄混合物制备了不同MoO₂含量的MoO₂/g-C₃N₄催化剂。采用X射线粉末衍射（XRD）、傅里叶红外光谱（FTIR）、扫描电镜（SEM）和N₂吸附脱附对催化剂的结构和性能进行了表征。以MoO₂/g-C₃N₄作为催化剂,H₂O₂为氧化剂,离子液体为萃取剂研究了反应体系的氧化脱硫性能。这项研究中考察了不同煅烧温度下制得的催化剂、负载量、氧化剂使用量、催化剂加入量、反应温度、萃取剂使用量、反应时间、硫化物类型等不同反应参数对脱硫率的影响。结果表明,在H₂O₂的使用量为0.2mL,MoO₂/g-C₃N₄加入量为0.03g,1-乙基-3-甲基咪唑硫酸乙酯离子液体1.0mL,反应温度为70℃,反应时间60min的最佳工艺条件下,24%-MoO₂/g-C₃N₄催化剂脱硫率可以达到94.8%,催化剂循环使用5次后活性没有明显下降。此外,研究了MoO₂/g-C₃N₄在离子液体中的催化氧化反应机理。