高炉煤气脱硫技术研究

高炉煤气为钢铁生产过程中产生副产的一种煤气,其产量巨大,可为钢铁生产其他工段提供燃料或作为发电使用,用户众多,但其成分里含有硫,燃烧后烟气里二氧化硫超过排放标准,如果在尾端烟气中脱硫,会造成投资大、运行成本高、占地面积大等,因此直接对高炉煤气进行脱硫,经济效益较好.目前高炉煤气脱硫工艺主要有吸附法及催化水解法,两种工艺...     

TiAl基羰基硫水解催化剂的中毒机制与抗氧性能研究

高炉煤气脱硫是实现钢铁行业多工序全流程超低排放的关键。高炉煤气中主要有机硫组分是羰基硫（COS）,常用γ-Al₂O₃基催化剂水解脱除,但是其抗氧性能有待提高。采用共沉淀法制备了Ti_0.5Al和K_0.2Ti_0.5Al催化剂,考察了催化剂在含氧气氛下的COS水解催化性能,并分析了氧体积分数对COS转化率和H₂S产率的影响规律。活性测试结果表明,Ti_0.5Al催化剂的初始COS转化率接近90%,随着反应时间增长效率逐渐降低至60%以下;K_0.2Ti_0.5Al催化剂在0.5% （体积分数） O₂的气氛下持续反应22 h后,其COS转化率仍可保持在93.44%。表征结果显示,催化剂失活后比表面积大幅减小,表面碱性显著减弱。此外,活性中心Al原子硫酸化是导致催化剂失活的主要原因,而硫酸盐的沉积为次要原因。原位红外结果表明,K的引入可显著减弱O₂在催化剂表面的吸附,并且阻断中间过渡物种的氧化,这是K提高催化剂抗氧性能的关键。     

TiAl基羰基硫水解催化剂的中毒机制与抗氧性能研究

高炉煤气脱硫是实现钢铁行业多工序全流程超低排放的关键。高炉煤气中主要有机硫组分是羰基硫（COS）,常用γ-Al₂O₃基催化剂水解脱除,但是其抗氧性能有待提高。采用共沉淀法制备了Ti_0.5Al和K_0.2Ti_0.5Al催化剂,考察了催化剂在含氧气氛下的COS水解催化性能,并分析了氧体积分数对COS转化率和H₂S产率的影响规律。活性测试结果表明,Ti_0.5Al催化剂的初始COS转化率接近90%,随着反应时间增长效率逐渐降低至60%以下;K_0.2Ti_0.5Al催化剂在0.5% （体积分数） O₂的气氛下持续反应22 h后,其COS转化率仍可保持在93.44%。表征结果显示,催化剂失活后比表面积大幅减小,表面碱性显著减弱。此外,活性中心Al原子硫酸化是导致催化剂失活的主要原因,而硫酸盐的沉积为次要原因。原位红外结果表明,K的引入可显著减弱O₂在催化剂表面的吸附,并且阻断中间过渡物种的氧化,这是K提高催化剂抗氧性能的关键。     

Al2O3/Fe2O3吸附剂脱除硫化氢的性能

采用共沉淀法制备了氧化铝改性的氧化铁吸附剂,并采用比表面积(BET)、X射线衍射(XRD)技术对吸附剂进行了表征。在固定吸附床上,考察了制备条件及吸附条件对吸附剂脱除硫化氢性能的影响。结果表明,引入氧化铝能显著提高氧化铁对硫化氢的吸附净化能力。氧化铁与氧化铝质量比为1∶0.5,造孔剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)质量分数为2%,焙烧温度500℃时,采用共沉淀法的负载氧化铝吸附剂的吸附效果最好。在气速20 mL/min,吸附温度80℃时,脱硫率和穿透硫容可分别达到99.3%和105 mg/g,其穿透硫容比未经改性的活性氧化铁提高了49.8 mg/g。     

还原气氛中γ－906型催化剂上羰基硫水解动力学研究

于３０～７０℃、常压及还原气氛下，采用内循环无梯度反应器研究了Ｔ－９０６型催化剂上ＣＯＳ水解反应过程，实验数据以多元拟线性回归法处理得到本征动力学方程为：ｒｃｏｓ＝４·５９３×１０６ｅｘｐ（－ＲＴ）ｙｃｏｓｙＨ２ｏ宏观动力学方程为：ｒｃｏｓ＝１·０２５×１０５ｅｘｐ（－ＲＴ）ｙｃｏｓｙＨ２Ｏ确定了ＣＯＳ和Ｈ２Ｏ的反应级数分别为０．６６和０．０６．关键词：     

炭对γ-Al2O3水热稳定性的影响

通过不同温度焙烧蔗糖/氧化铝前驱体的方法制备了炭包覆改性氧化铝(CCA),对该材料进行水热处理,并采用XRD、TG-DSC对水热处理前、后的样品进行表征。结果表明,焙烧温度在300℃时,产生软焦质炭物种,显著地抑制了Al2O3水合反应;提高焙烧温度可以获得稳定存在的聚合或浓缩的炭物种,但对Al2O3水合的抑制程度降低。     

γ-Al_2O_3催化剂上羰基硫水解反应本征及宏观动力学研究

1 前言以煤、焦、渣油等为原料所制取的原料气中,羰基硫(COS)总是作为有机硫的主要形态与H_2S并存的。由于羰基硫化学性能比较稳定,很难以常规方法脱除,因而工业上多以氢解催化转化技术将其脱除;近几年来,在氢解技术的基础上,又开发了羰基硫水解转化新技术。氢解和水解反应的化学方程式如下:     

Pd-Pt/γ-Al2O3催化剂在丙烷催化燃烧中的应用

针对丙烷催化燃烧用Pd-Pt/γ-Al₂O₃催化剂,通过共沉淀法、水热法制备,经涂覆后考察其制备方法对催化剂性能的影响。结果表明,共沉淀法和水热法制备的催化剂对丙烷均具有一定的深度催化氧化活性,并明显受反应气氛湿润度的影响。水热法制备的新鲜催化剂活性和短期稳定性优于共沉淀法制备的催化剂,但老化后减活明显;共沉淀法制备的新鲜催化剂在老化后,活性有适度提升;水热法制备的催化剂结构更敏感,受苛刻条件影响更大,共沉淀法制备的催化剂更耐高温高湿条件。     

废旧含铂催化剂Pt/γ-Al2O3中铂的提取

改进以氧化铝为载体含铂旧催化剂的回收方法。用硫酸溶解氧化铝载体时,加入硫酸铵生成硫酸铝铵复盐,铂的富集渣用王水溶解后与氯化钾反应,制备的粗氯铂酸钾与亚硝酸钾反应生成四亚硝基合铂酸钾溶液,调节溶液pH=7～8水解除去杂质,然后四亚硝基合铂酸钾与盐酸和过氧化氢溶液反应生成氯铂酸钾,还原后得到铂单质。提纯后得到纯度大于99.9%的铂,直收率大于98.1%,适合工业化生产。     

ZrO2-Al2O3复合载体对镍基催化剂甲烷化性能的影响

采用分步浸渍法制备了不同ZrO2载量的Ni/ZrO2-Al2O3催化剂,利用N2物理吸附、X射线衍射(XRD)、H2程序升温还原(H2-TPR)、H2程序升温脱附(H2-TPD)、程序升温氧化(TPO)等手段对催化剂的结构进行表征,并考察了其在低H2/CO比(H2/CO约为1)下CO甲烷化的催化性能。结果表明,ZrO2助剂可削弱NiO与载体Al2O3间的相互作用,抑制镍铝尖晶石的生成。适量ZrO2的引入有助于提高活性组分Ni的还原度和分散度,对催化剂的甲烷化性能有促进作用。通过分析反应后催化剂上的积炭性质,发现ZrO2的加入能有效地抑制低活性碳物种的生成,提高催化剂的抗积炭能力,从而改善催化剂的稳定性。     

高炉煤气中羰基硫水解吸附催化剂的制备及性能研究

以移动床活性焦烟气净化工艺运转中产生的磨损废活性焦（EAC）为原料制备羰基硫（COS）水解吸附材料,结合XRD、TG、BET、TPD、FTIR、SEM、XPS手段对EAC进行表征,发现磨损废焦具有发达的表面孔道结构与丰富的表面官能团,比表面积达445.38 m²/g。研究不同碱量改性及工艺参数对COS催化水解脱除效率的影响,结果表明在100℃下,负载0.450%NaOH时EAC催化剂活性最强,穿透硫容达126.58 mg/g。对反应后样品进行分析表明COS在废焦中主要以S存在,这种固硫方式增大了硫容量,为废焦的梯级利用与硫资源化提供了一条新途径。     

La2O3对Al2O3陶瓷显微结构和微波介电性能的影响

以液相混合的方式引入La2O3,在常压条件下于1 400℃保温2 h制备出Al2O3陶瓷,研究了单一添加剂La2O3对Al2O3陶瓷显微结构和微波介电性能的影响。结果表明:烧结过程中La2O3与Al2O3反应生成了位于晶界上的LaAl11O18,明显抑制了Al2O3陶瓷晶粒的生长。La2O3对Al2O3陶瓷介电常数影响较小,但对介电损耗有一定负面影响,这主要是由于烧结过程中生成介电损耗较大的LaAl11O18相所致。     

柠檬醛在La2O3/γ-Al2O3催化剂上的等温吸附

对柠檬醛-乙酸乙酯溶液中柠檬醛在La₂O₃/γ-Al₂O₃催化剂上等温吸附行为进行了研究。结果表明,30 ℃柠檬醛在La₂O₃/γ-Al₂O₃催化剂上的吸附动力学符合准二阶吸附动力学模型,吸附动力学方程为：1/q_t=2.350/t+0.063 3(R²=0.998 5)。（30~65） ℃柠檬醛在La₂O₃/γ-Al₂O₃催化剂上的等温吸附符合Langmuir方程,温度升高使柠檬醛的饱和吸附量增加,吸附热为32.19 kJ·mol^-1。     

CuO/γ-Al2O3/SiO2催化剂制备及其苯酚废水催化降解性能

以拟薄水铝石、SiO₂微球颗粒和纳米CuO为原料,经有机溶剂分散粘结、相转化和焙烧成型制备了CuO/γ-Al₂O₃/SiO₂负载型催化剂。采用SEM,XRD,BET和ICP对负载型催化剂进行表征和组成分析。在不同浓度、pH、温度和盐浓度下,测试了负载型催化剂对废水中难降解酚类物质的催化氧化效果。经60℃下2 h催化氧化处理后,100 mg/L COD的苯酚降解率可达81.79%,出水COD低至19.00 mg/L,因而可应用难降解废水处理。     

类水滑石衍生锌基氧化物高温煤气脱硫过程中COS释放行为及其抑制研究

高温煤气脱硫是煤炭清洁转化过程中的关键技术之一。前期研究表明,锌铝类水滑石基衍生氧化物可高效脱除高温煤气中的H₂S,但其脱硫过程中COS释放规律缺乏定性定量研究。探讨了类水滑石衍生锌基氧化物脱硫过程COS释放的可能途径,包括反应热力学分析及实验研究,提出采用镍掺杂策略以抑制脱硫剂脱硫过程中生成COS。研究表明,锌铝类水滑石基衍生氧化物脱除煤气中H₂S时产生COS的主要途径是H₂S与CO₂间的气固相催化反应,该途径所释放COS量占总释放量的78%。通过镍助剂的掺杂使得锌铝类水滑石基衍生氧化物既保持了原有结构形貌,也有效抑制了其脱硫过程中COS的释放;其中最佳镍掺杂量(Zn/Ni摩尔比为30)脱硫剂穿透前的COS释放量减少88%,而硫容仅降低1.5%。     

炭黑分散法制备双重孔分布的γ-Al2O3载体

采用表面活性剂分散炭黑的方法对γ-Al2O3进行扩孔,制备出孔径较大且孔分布集中的γ-Al2O3载体。主要考察了炭黑类型、炭黑用量及炭黑分散性,如分散剂类型、用量、超声时间等对γ-Al2O3孔径分布的影响。结果表明,传统的炭黑扩孔法存在用量大的缺点,采用分散剂结合超声处理的方法可在较低炭黑用量下(<10%)取得良好的扩孔效果,制备出孔径分布集中于6 nm和10～20 nm(或20～30 nm)的γ-Al2O3载体。     

废旧含银催化剂Ag/α-Al2O3的回收利用

采用硝酸将Ag/α-Al₂O₃旧催化剂中的银制成硝酸银溶液后,再使用铜将银置换出来,置换液浓缩后得到硝酸铜。α-Al₂O₃载体与氢氧化钠反应制成偏铝酸钠溶液,将偏铝酸钠溶液与碳酸氢铵在pH>9、n(碳酸氢铵)∶n(α-Al₂O₃)>2∶1、滴加速率为110 mL·min^-1条件下反应得到碳酸铝铵,碳酸铝铵在300℃高温焙烧制成拟薄水铝石。银直收率>98.5%,纯度>99.95%,硝酸铜直收率>70%,排放的废水中COD<20 mg·kg^-1、Cu²⁺<5 mg·kg^-1。拟薄水铝石的比表面积>390 m²·g^-1,孔容(1.19～1.32) mL·g^-1。该方法成本低,操作简单,废水容易处理。     

催化剂MnyCezOx/Al2O3催化氧化乙酸乙酯的性能

采用浸渍法制备了Mn基负载型催化剂,测定了它们催化氧化乙酸乙酯的活性以及水蒸气对其催化性能的影响,研究结果表明所制备的催化剂对乙酸乙酯都具有明显的催化活性,其中催化剂Mn0.8Ce0.2Ox/Al2O3催化氧化乙酸乙酯的活性最高,其T90仅为225℃。催化剂Mn0.8Ce0.2Ox/Al2O3的抗水蒸气影响的能力也要高于催化剂MnOx/Al2O3。