高温煤气脱硫技术进展

系统总结了国内外现有的高温煤气脱硫剂脱硫技术的研究,着重介绍了脱硫剂种类、高温脱硫工艺在IGCC中的应用、高温煤气脱硫技术存在问题及其发展方向。     

高温煤气脱硫剂及工艺的工发现状

介绍了部分铁，锌，铜和锰系典型脱硫剂的脱硫和再生试验温度，压力，Ｈ２Ｓ浓度及再生气组成等参数，阐述了不同床层高温脱硫反应器的特点及对脱硫剂的基本要求，如脱硫剂粒度，耐磨性，硫容和反应性等，给出９种开发中用于ＩＧＣＣ的高温煤气脱硫工艺及其床层特征、所用脱硫剂和开发现状，最后提出了高温煤气脱硫进一步发展方向。     

工艺参数对脱硫效率的影响研究

在实验室条件下对填料塔脱硫效率进行研究,通过单因素多水平试验确定了影响脱硫效率的主要因素及其影响规律。试验得出最佳工艺条件为:最佳液气比为1.5L/m3左右,SO2初始浓度为50mg/L,最佳填料高度为1120mm。从试验结果来看,粉尘存在对系统的脱硫效率影响不显著,除尘脱硫一体化可使系统的脱硫效率略有上升。     

丙酸钙高温协同脱硫脱硝的试验研究

在管式炉反应器上对丙酸钙高温条件下脱硫脱硝效果进行了试验研究。试验结果表明,煤中添加丙酸钙燃烧,硫、氮析出速率明显降低,SO2、NO排放量显著减少,1 000 ℃、按钙硫比为2的量向聊城贫煤中添加丙酸钙,单位质量煤粉SO2、NO排放量分别减少了6466%和4869%;脱硫脱硝效果受燃烧温度、煤的含硫量、钙硫比的影响;低温有利于脱硫,高温有利于脱硝;在相同钙硫比添加量下,煤种含硫量越高,丙酸钙脱硫脱硝效果越好;增大钙硫比可提高脱硫脱硝率,按钙硫比为2可以获得较为理想的脱硫脱硝率,继续添加丙酸钙,脱除效率提高不明显。     

高温煤气脱硫剂及工艺的开发现状

介绍了部分铁、锌、铜和锰系典型脱硫剂的脱硫和再生试验温度、压力、Ｈ２Ｓ浓度及再生气组成等参数，阐述了不同床层高温脱硫反应器的特点及对脱硫剂的基本要求，如脱硫剂粒度、耐磨性、硫容和反应性等，给出９种开发中用于ＩＧＣＣ的高温煤气脱硫工艺及其床层特征、所用脱硫剂和开发现状，最后提出了高温煤气脱硫进一步发展方向     

氢对氧化铁脱硫剂脱硫行为的影响

以钢厂赤泥为活性组分,以聚苯乙烯(Polystyrene)微球为造孔剂,加入一定量黏土作黏合剂,经干混法制备氧化铁脱硫剂。采用压汞法、氮吸附、XRD对脱硫剂进行表征;采用热重法考察了氢以及预还原对脱硫剂性能的影响。结果表明：有氢与无氢气氛下氧化铁脱除H2S的行为不同,有氢气氛下氧化铁脱除H2S的速率小于无氢气氛下的脱硫速率,引起这种差异的原因是两种气氛下氧化铁脱硫的机理不同;脱硫剂在经H2深度预还原后,呈现出低价态,低价铁的本征硫化速率虽然高于氧化铁,但由于过度还原会引起脱硫剂的结构塌陷,反而会抑制脱硫反应的进行。     

焙烧温度对Fe-Mn基吸附剂中高温煤气脱硫性能的影响及其作用机理

对优选出的Fe/Mn摩尔比为7∶3的7F3M系列复合氧化物吸附剂进行孔结构特性和活性组分形态的表征及其还原、硫化性能的考察,主要研究焙烧温度对吸附剂比表面积、孔体积和活性组分存在形态及其含量的影响,并与不同焙烧温度制得的吸附剂在不同空速和硫化温度下的脱硫行为进行关联。结果表明：焙烧温度升高,吸附剂比表面积和孔容逐渐增大,600 ℃时达到最大值;继续升高焙烧温度,吸附剂表面会因烧结而使其比表面积和孔容急剧下降;吸附剂的还原性随焙烧温度的升高而降低,这直接影响吸附剂中活性组分铁和锰的存在形态;吸附剂在脱硫反应过程中的活性组分也与其硫化反应的温度有关,硫化温度越高,铁锰各形态活性组分的化学反应能力越低,吸附剂中Fe3O4的含量在硫化反应过程中起主要作用。600 ℃焙烧制得的7F3M600吸附剂在2 000 h-1 ,500 ℃下具有最佳的脱硫行为,其脱硫效率高于99%的稳定运行时间大于30 h,硫容最大可达45.56 gS/100 g吸附剂。     

用于DC-SOFC的高温脱硫剂的制备及其性能研究

为研制一种适用于直接碳固体氧化物燃料电池(DC-SOFC)的高温脱硫剂,以Zr OCl2·8H2O和Mn(NO3)2为原料,通过分步沉淀法制备出不同Mn负载量的Mn-Zr-O复合高温脱硫剂。通过X射线衍射仪(XRD)、BET比表面积等手段对脱硫剂进行表征,并在800℃高温条件下进行脱硫性能评价。研究结果表明:当Zr与Mn物质的量比为10∶4时比表面积最大,脱硫评价时穿透时间最长;当Zr与Mn物质的量比为10∶1时,Mn2O3在Zr O2上的分散性最好,脱硫精度最高,能够达到2×10-6以下,满足直接碳固体氧化物燃料电池对合成气中最低硫含量(9×10-6)的要求。     

水汽气氛下氧化铁基高温煤气脱硫剂再生行为

采用以钢厂赤泥为主要组分制备的氧化铁基高温煤气脱硫剂,在固定床反应装置上考察了再生温度、空速以及水蒸气含量对再生行为的影响,通过XRD、XPS测试手段对再生前、后氧化铁基高温煤气脱硫剂物相及表面元素Fe进行了测试,并采用SEM、压汞法对表面和孔结构变化进行了表征。研究结果表明：水汽气氛下脱硫剂再生较为完全,但与含氧气氛再生相比,再生时间相对较长;再生过程中尾气中气体含硫组分主要是H2S,再生后脱硫剂主要组分是Fe3O4和FeO;再生温度、空速以及水汽含量的提高都有利于脱硫剂再生产物硫化氢的回收;水蒸气再生导致脱硫剂样品大孔数目有所增多,平均孔径增大;700 ℃、4 000 h-1和60%H2O(g)为水汽气氛下氧化铁高温煤气脱硫剂的最佳再生条件,初次再生率能达95%以上,且多次硫化/再生循环,硫化活性和硫容几乎不变。     

含氧气氛下氧化铁基高温煤气脱硫剂再生行为

采用以钢厂赤泥为主要组分制备的氧化铁基高温煤气脱硫剂,在固定床反应装置上考察了再生温度、空速以及氧气含量对初次再生行为的影响,并通过XRD,XPS等测试手段表征了再生前后氧化铁基高温煤气脱硫剂物相组成.研究结果表明: 600 ℃,4 000 h^-1和6%O₂为含氧气氛下氧化铁高温煤气脱硫剂的最佳再生条件;脱硫剂中FeS再生后转变为Fe₂O₃和SO₂,以及少量的单质硫;再生温度、氧含量影响硫酸盐生成,硫酸钙是再生增重和再生后活性下降的主要原因.     

Research on improvement in Zn-based sorbent for hot gas desulfurization

Introduction Integrated Coal Gasification Combined Cycle (IGCC) process is seemed to be one of the most pro- spective coal-based power generation technologies in this century because of its high efficiency and low emission. After HGD process replace the atmospheric sulfur removal process, the IGCC efficiency can be increased by 0.5 %~1.5 % [1-3]. Many researchers [4-11] have done a lot of work on developing sorbent and process for HGD. In CCRI the research & develop- ment works on sor…     

钛酸锌硫敏陶瓷高温脱硫过程中的结构及性能变化

钛酸锌硫敏陶瓷高温煤气脱硫剂以ＴｉＯ２和ＺｎＯ为基本原料,混合并流共沉淀制备在１１８０℃高温下烧成。在真实流化床空气煤气及模拟配合气气氛条件下,完成１００循环次,累计３００ｈ固定床寿命实验,物理及化学损失可忽略不计,硫容恒定,但脱硫剂结构发生变化,结晶度降低,由于使用过后的“赝形态”脱硫剂仍然存在着物质的表面迁移和体积迁移两类迁移结构,所以重新实施高温煅烧,脱硫剂发生晶格质点重排,归位,进而使晶格     

铁锰系脱硫剂对煤气中羰基硫的脱硫机理初探

采用气相质谱、XRD,SEM,EDS等多种分析方法对脱硫剂、气氛及出口气成分等进行分析,在240～400 ℃、常压及空速为500～2 000 h^-1的条件下,制备的脱硫剂对羰基硫脱除效果较好.从脱硫剂还原-吸附-脱硫过程的分析,推断脱硫剂的反应历程是羰基硫在还原性气氛下首先被加氢转化成硫化氢气体,之后硫化氢分子吸附在脱硫剂表面,并与脱硫剂中活性组分发生反应,转化为金属硫化物和水的过程.在无含碳氧化物气氛中,脱硫剂的脱硫净化度高,优于添加含碳氧化物气氛.碳氧化物的存在抑制了羰基硫加氢和水解两反应向正方向进行,导致COS出口浓度的增加,表明羰基硫在反应体系中以化学转化为主,即羰基硫优先在脱硫剂的活性中心作用下,进行加氢反应生成H₂S,进而被吸收.     

天然气超重力MDEA法脱硫因素探究

天然气脱硫是天然气处理的重要组成部分,对超重力技术与甲基二乙醇胺(MDEA)脱硫法结合研究,探究超重力场对脱硫效率的影响.研究表明,脱硫液浓度、流量、温度对硫化氢脱除有积极影响,脱硫效率随着转速的增加先增大后减小,随气体流量的增加而减小.MDEA溶液再生次数与脱硫率呈反比.在实验的基础上,探讨了产生现象的原因,并得到了...     

高瓦斯抽采条件下保护层开采保护效果研究

以淮南潘三矿近水平煤层下保护层开采工程为研究对象,设计试验研究了在结合瓦斯抽采的条件下下保护层开采保护效果。研究表明,高瓦斯抽采条件下,近水平煤层下保护层开采后保护范围存在扩界空间。在瓦斯抽采率达到81.4%的条件下,保护层开采的卸压角由原来的理论卸压角锐角扩大到直角90°;保护范围内的瓦斯压力由2.4MPa下降到0.18MPa;瓦斯含量由7.1m3/t下降到1.94m3/t。     

煤气热电三联产系统能量利用率的研究

建立了煤气热电三联产系统热力系统模型,提出用能量利用率μ来评价煤气热电三联产系统.针对某煤气热电联产系统,计算了不同干馏温度下3种典型煤在产煤气10 000 m3/h,锅炉蒸汽负荷130 t/h的情况下,煤的总消耗量、能量利用率的变化情况.计算表明：当锅炉补煤量达到一定值时,总煤量具有最小值,系统的能量利用率具有最大值.     

选煤厂原煤仓瓦斯超限治理研究

为解决选煤厂原煤仓瓦斯超限的问题,以铁东选煤厂原煤仓为工程背景,建立原煤仓的数学模型和物理模型,对原煤仓内部的瓦斯浓度分布情况进行数值模拟,结果表明:在不借助任何通风设备的情况下,冬夏两季原煤仓内瓦斯浓度均高于《煤矿安全规程》规定的浓度。通过增加原煤仓通风口数量和增加仓外通风设施,提出了4种原煤仓瓦斯治理方案并进行数值模拟,对比分析结果表明,采用进口风速0.7 m/s的两进两出的正压通风方式,能够降低煤仓内各处瓦斯浓度,可有效解决铁东选煤厂原煤仓瓦斯超限的问题。