半焦对富含甲烷气体转化制备合成气的作用(Ⅲ)半焦中硫在焦炉煤气转化过程中迁移和转化

采用一个管式炉反应器分别考察了焦炉煤气中的组分H2和CO对半焦脱硫的作用.结果表明,H2气氛能促进半焦中的硫以H2S的形式析出,但对半焦热解过程中产生COS的过程没有影响,H2气氛下半焦的脱硫率约为0.6%;CO气氛能明显促进半焦中的硫以COS的形式析出,在CO气氛下半焦中硫的脱除率能达到2%～4%.H2和CO等还原性气体与半焦中硫作用,可以增加产物气体中气态硫组成的含量,但脱除的量很低,半焦中硫的转化进入气相对生成的合成气中硫含量增加的影响很小.     

高硫煤与生物质共热解脱有机硫研究

选取渭北石炭纪高有机硫煤与小麦秸秆进行共热解实验,采用正交实验考察了热解温度、升温速率、停留时间和煤与生物秸秆的混合比以及煤与生物秸秆成型压力等对热解脱有机硫及有机硫脱除规律的影响.结合FTIR和SEM分析了共热解半焦的结构特征、孔隙结构与发育情况,并讨论了低温溶剂萃取精制对煤与生物质共热解脱硫效果的影响.结果表明,热解温度对脱硫率的影响最显著.共热解制备较高脱硫率半焦所适宜的最佳水平为850℃,15℃/min,5min,1∶4和2MPa.共热解半焦孔结构发育整齐规则,孔壁薄,孔径较大,有利于热解过程中硫的析出与扩散.低温溶剂萃取提高了共热解脱硫率,尤其是热水精制煤与生物秸秆共热解脱硫率约为39%.     

反应气氛对煤热解过程中硫变迁与释放的影响

通过固定床、流化床热解脱硫过程,重点对比分析反应气氛对煤中硫变迁与释放行为的影响.研究结果表明:还原性气氛较惰性气氛和氧化性气氛更有利于煤中硫的释放.较高的热解温度有利于有机硫和硫酸盐硫的脱除,较长的热解时间可以使更多种类的硫发生分解反应.选择合适的热解条件参数是实现煤热解预脱硫、有效提高脱硫效率的关键.     

粉煤气化条件下不同粒径半焦的表征与气化动力学

利用可模拟真实粉煤气化条件的平流火焰反应器制取了同一煤种的2种不同平均粒径的半焦,并对其进行了物理表征和气化反应动力学研究. 其物理表征显示,小颗粒半焦的平均比表面积远小于大颗粒半焦. 半焦的CO2气化实验表明,含很多小孔的大颗粒半焦的气化反应受内扩散影响显著,比表面积较小的小颗粒半焦具有更高的气化反应速率. 利用随机孔模型导出了反应速率Ri. 根据小颗粒半焦在不同温度下平衡态时的反应速率Ri,s值获得半焦气化的本征气化反应速率表达式为Ri=1.243′103exp(-19243.5/T) g/(m2×min).     

煤热解过程中硫的析出规律研究进展

总结了我国煤炭中各种形态硫的赋存规律,及其在热解过程中无机硫与有机硫变迁规律的研究现状,比较不同气氛下各种硫的析出,指出富氢气体在煤炭热解脱硫方面应用前景广阔。     

T305脱硫剂脱除H_2S的宏观动力学研究（Ⅱ）脱硫动力学模型及颗粒曲节因子

用热重法研究了Ｔ３０５脱硫剂在２００～４００℃脱除Ｈ＿２Ｓ反应的宏观动力学行为。用粒子模型的正交配置解处理实验结果表明，粒子模型可以用来描述该脱硫过程。估算了颗粒曲节因子和烧结效应系数，分析了烧结及扩散过程对反应行为的影响。     

还原性气氛下煤中硫热解迁移规律(Ⅰ)H2和N2气氛下煤中硫热解释出规律的比较

对煤中硫在还原性气氛下热解的迁移规律进行了实验研究.以一种中硫煤为研究对象,在一套常压固定床反应器上进行程序升温实验,热解产物在高温下与净化的空气混合后并充分燃烧,经由溶液吸收进行电解滴定,得到实验过程煤中硫的连续释出规律曲线.实验结果表明,煤中硫在H2气氛下的释出比例比在N2气氛下的释出比例要高,H2气氛下的释出比例为71.9%,N2气氛下的释出比例为32.8%.引起两者释出比例差异的主要原因是:在高于500℃的高温条件下,H2能够与煤(煤半焦)中的硫进行反应,而在N3气氛下煤(煤半焦)中的硫却不能随温度的升高而进一步释出.     

高硫煤热解脱硫技术研究现状

归纳了煤中硫赋存形态,阐述了热解脱硫研究的意义;根据热解过程脱硫方式,将热解脱硫分为不同气氛下热解脱硫和添加物共热解脱硫。不同气氛下热解脱硫方面,分析了惰性、氧化性、还原性3种气氛下热解脱硫效果,结果表明,还原性气氛下脱硫效果最佳,且被脱除的硫多以H2S形态逸出;炼焦煤热解形成焦炭,还原性氢仅与表面含硫化合物反应,脱硫效果有限,因此难以工业化应用。添加物共热解脱硫方面,分析了有机和无机添加物共热解的脱硫效果,结果表明,某些有机和无机添加物与煤共热解时具有脱硫效果,但对于脱除哪类形态硫及各形态硫脱除机理研究甚少;最后提出了热解脱硫技术研究的可能性方向。     

氢气预处理对煤加氢热解脱硫的影响

在固定床反应器中,研究了氢气预处理对兖州煤和大同煤加氢热解脱硫的影响.煤样首先在200～400 ℃,2 MPa,氢气体积流量1 L/min下预处理30 min,再在650℃,2MPa,氢气体积流量1 L/min下进行加氢热解20 min.研究结果表明:同直接加氢热解相比,氢气预处理会降低半焦和水的收率,同时会使焦油收率和脱硫率增加.在直接加氢热解中,大同煤和兖州煤半焦中硫的质量分数分别是2.07%和1.07%;而经适宜的氢气预处理后,其硫的质量分数分别降至1.93%和0.55%,对兖州煤和大同煤而言,其适宜的预处理温度分别为250℃和350℃.     

还原性气氛下煤中硫热解迁移规律（I）H2和N2气氛下煤中硫热解释出规律的比较

对煤中硫在还原性气氛下热解的迁移规律进行了实验研究,以一种中硫煤为研究对象,在一套常压固定床反应器上进行程序升温实验,热解产物在高温下与净化的空气混合后并充分燃烧,经由溶液吸收进行电解滴定,得到实验过程煤中硫的连续释出规律曲线．实验结果表明,煤中硫在H2气氛下的释出比例比在N2气氛下的释出比例要高,H2气氛下的释出比例为71．9％,N2气氛下的释出比例为32．8％．引起两者释出比例差异的主要原因是：在高于500℃的高温条件下,H2能够与煤（煤半焦）中的硫进行反应,而在N2气氛下煤（煤半焦）中的硫却不能随温度的升高而进一步释出。     

活性炭担载金属氧化物用于热煤气脱硫

以热煤气脱硫并回收单质硫为目的,考察了活性炭担载金属氧化物(M/AC)在中温范围150—250℃内,催化氧化硫化氢生成单质硫的研究。担载量1%(质量分数)的M/AC通过等体积浸渍法制得,在固定床上评价了其脱硫活性,并考察了温度、反应气氛等工艺条件对脱硫效果的影响。M/AC脱硫的活性顺序为:Mn/ACCu/ACCe/ACFe/ACCo/ACV/AC。通过DTG分析,硫化氢选择性氧化的主要产物是单质硫。M/AC上金属氧化物起主要的催化作用,催化硫化氢和氧气反应生成单质硫,生成的单质硫被吸附在活性炭的孔道中。     

Sulfurization of carbon surface for vapor phase mercury removal - I: Effect of temperature and sulfurization protocol

The uptake of hydrogen sulfide by carbon materials (ACFs and BPL) under dry and anoxic conditions was tested using a fixed bed reactor system to determine the effects of sorbent properties, temperature (200-800 °C) and sulfurization protocols on the sulfur content, sulfur stability, sulfur distribution, and to elucidate possible reaction mechanisms for the formation of sulfur species. Sorbents with higher surface areas showed higher uptake capacity, indicating that active sites for sulfur bonding are formed during the formation of the pore structure. The sulfur content and stability generally increased with the increase in temperature due to a shift in the reaction mechanism. The sulfurization process is associated with the decomposition of surface functionalities, which creates active sites for sulfur bonding. The presence of H₂S during the cooling process increased the sulfur content by increasing the presence of less stable sulfur forms. Sulfurized sorbents produced at high temperatures have pore structure similar to that of the virgin carbons.     

高吸附活性半焦的制备及其在工业有机废水处理方面的应用

分别采用酸、碱、盐和过氧化物对鄂尔多斯原料半焦进行浸渍活化改性制备高吸附活性半焦,再用活化后的半焦对工业有机废水进行静态吸附实验,考察活化溶液种类、活化温度、活化时间、吸附温度、吸附时间和吸附pH值等对半焦吸附废水化学需氧量(COD)脱除率的影响,得到活性半焦吸附处理工业有机废水COD的最佳工艺条件:温度35 ℃,活性半焦投加量500 g·L^-1,在保持工业有机废水原pH值(6.88)条件下静态吸附3 h。在最佳工艺条件下,活性半焦对工业有机废水的COD去除率达88.9%,比原料半焦提高24.7%。对活性半焦吸附工业有机废水的动力学行为进行拟合,结果表明,准二级动力学模型可以很好地描述该吸附过程。通过SEM、BET测试和表征得出活性半焦表面微观结构与孔分布,发现质量分数10%的HNO₃溶液对半焦表面有很好的刻蚀与扩孔作用。     

多孔介质内H2S超绝热燃烧制氢的数值模拟

为探索H₂S在多孔介质内超绝热燃烧裂解制硫制氢的机理,采用计算流体力学(CFD)与CHEMKIN相结合的方法,使用标准k-ε湍流模型和一个17组分、57步复杂化学反应机理,模拟了H₂S在直径为3 mm的Al₂O₃圆球堆积成的多孔介质内的燃烧,模拟结果与实验数据基本吻合.模拟结果显示：多孔介质内H₂S的燃烧温度超过了绝热燃烧温度,为H₂S的裂解制硫制氢提供高温环境,富燃条件下H₂S部分地裂解生成单质硫和氢气.另外,对采用的复杂化学反应机理是否适用于多孔介质内H₂S燃烧时各向异性火焰的模拟作了有意义的探索.     

CATALYTIC PRODUCTION OF ELEMENTAL SULFUR FROM THE THERMAL DECOMPOSITION OF H2S IN THE PRESENCE OF CO2

The feasibility of using a cobalt-molybdenum (Co-Mo) sulfide catalyst that was prepared from a commercial Co-Mo oxide catalyst for the production of elemental sulfur from hydrogen sulfide (H₂S) and carbon dioxide (CO₂) in a packed bed catalytic reactor was studied. It was demonstrated that the desired sulfide catalyst could be prepared by first reducing, then sulphiding the corresponding oxide. The results showed that the prepared catalyst was capable of producing elemental sulfur from the thermal decomposition of H₂S in the presence of CO₂ over a temperature range of 465-700°C and at atmospheric pressure. A specific rate coefficient was calculated as well as the Arrhenius parameters for the non-equilibrated reaction. The H₂S decomposition reaction was found to be a second order reaction and have an activation energy of 114.4kJ/mol(27.3kcal/mol).     

Selective catalytic reduction of sulfur dioxide with hydrogen to elemental sulfur over Co---Mo/Al2O3

The selective reduction of sulfur dioxide with hydrogen to elemental sulfur was studied over Co---Mo/Al₂O₃. When the feed conditions were properly optimized (SO₂/H₂ mole RATIO = 1:3), a sulfur yield of about 80% was achieved at temperatures around 300°C. The temperature is the lowest that has been reported so far for any catalyst for this reaction. The catalytic activity remained high and stable after presulfiding with 10% H₂S in hydrogen. Little influence on the catalytic activity was observed if the water content in the feed was kept below 11 vol.-%. The overall reaction consisted of two individual steps occurring on two different sites; sulfur dioxide was first hydrogenated to hydrogen sulfide on the metal sulfide phase, then followed by the Claus reaction of hydrogen sulfide with sulfur dioxide to produce elemental sulfur on the acidic sites of the alumina support.     

Kinetics of hydrogen reduction of cobalt sulfide

The hydrogen reduction of cobalt sulfide (Co₉S₈) at atmospheric pressure in the temperature range 600–800°C has been experimentally investigated. When sulfide pellets were used, the rate constants were overestimated. The true intrinsic kinetics of this reaction were obtained from another set of experiments using sulfide powder, under conditions such that the topochemical shrinking core model in the chemical control regime could be applied. In the temperature range 600–737°C, the rate constant for the powder reaction could be expressed as: k = 15,600 exp (–27,800/RT) Above 780°C, cobalt metal whiskers were formed, and this led to swelling and cracking of pellets.     

有机硫化剂研究进展

加氢催化剂的预硫化处理是催化加氢工艺必不可少的环节,硫化剂的性能优劣对此过程有重要影响。比较了无机硫化剂、固体硫化剂和有机硫化剂,指出有机硫化剂因具有毒性较低、分解温度宽和油溶性好等优势而被广泛应用,列举几种工业常用的有机硫化剂,并评述其合成工艺。根据有机二硫或多硫化物中烃基的来源,有机硫化剂合成主要有以烯烃、单质硫和硫化氢为原料、以烯烃与单质硫为原料、以烯烃与卤化硫为原料、以硫醇和单质硫为原料及以烷基化试剂、硫和硫化钠或硫脲为原料等5种合成路线,详细介绍各种不同合成路线的反应机理、反应条件、难易程度、突出优势、存在不足和工业应用情况,以烷基化试剂、硫和硫化钠或硫脲为原料的合成路线因转化率高及反应条件温和而逐渐成为制备有机硫化剂的重要方法。此外,多种有机硫化剂的混合使用可以弥补单一有机硫化剂的不足,利用廉价和富含烯烃的催化裂化汽油以及单质硫为原料合成混合有机多硫化物将是今后研究的重要趋势和主要发展方向,应用前景广阔。     

半焦沫煅烧制取硫化钠工艺的研究

某厂原采用芒硝和煤炭煅烧制取硫化钠,单炉日产量较低,生产成本较高,现拟采用半焦沫代替煤炭煅烧制取硫化钠.在分析用半焦沫代替煤炭的可行性后,用半焦沫和芒硝进行了煅烧试验.首先分析了每台转炉的最佳芒硝投加量,然后用4台转炉进行了平行试验,与该厂之前用煤炭煅烧时的粗制产品黑灰中硫化钠的含量进行对比,以确定半焦沫煅烧试验的效果.结果表明,用半焦沫代替煤炭制取硫化钠工艺不仅可节省原料的投入量,降低原料成本,平均每吨水折碱约可节约成本60.91元,还可使单炉的平均产量提高2.579 t/d.