一种新型脱硫剂的研制及脱硫活性．实验研究

为克服传统常温脱硫剂在物理机械压力较大情况下．脱硫性能、利用率较低等缺点,开发了一种中空条形脱硫剂,该新型中空条形脱硫剂采用脱硫活性较高的铁氧化物,添加一定量的载体及粘结剂制备而成。实验结果表明,该新型脱硫剂脱硫活性高、精度好、孔隙率高。小颗粒穿透硫容为40％～50％、原颗粒穿透硫容为30％～40％、脱硫精度可脱至0．05×10^-6以下、孔隙率50％～75％,较以往脱硫剂的硫容都有了较大的改善和提高。克服了传统脱硫剂吸硫饱和后,涨裂情况严重,最终导致床层压降升高等使用性能上的缺陷。     

助剂对高温锰基脱硫剂脱硫性能的影响

脱硫剂中加入助剂不仅可以提高脱硫剂的耐久性和机械强度,还可以提高其化学稳定性.采用机械混合法制备了锰铜脱硫剂,通过XRD,SEM和BET等手段研究了助剂对脱硫剂的结构、物相及比表面积的影响.并在固定床反应器中考察了助剂对脱硫剂脱硫性能的影响.实验结果表明,活性组分锰铜摩尔比为9:1,黏结剂选用10%自制溶胶来代替矿物黏结剂制备得到的脱硫剂有较好的脱硫性能,脱硫精度最高可达8×10-6,硫容量可达33.1%.助剂的加入可以改善脱硫剂的脱硫性能.     

转化吸收型氧化锌基脱硫剂脱除H2S和COS性能

以前驱物工业活性ZnO和碱式碳酸锌分解的ZnO为脱硫剂活性组分,在引入结构助剂γ-Al_2O_3、碱性助剂K2CO3改性的基础上,制备出转化吸收型氧化锌基脱硫剂。在300℃、空速2000h–1及常压下,考察了活性组分ZnO前驱物种类及不同前驱物制备的助剂γ-Al_2O_3对氧化锌基脱硫剂脱除硫化物性能的影响。结果表明:改性氧化锌基脱硫剂的孔隙结构和碱性显著影响其脱硫性能。与工业活性ZnO制备的氧化锌脱硫剂相比,以碱式碳酸锌分解的ZnO制备的脱硫剂对硫化氢的脱除效率和穿透硫容更高,穿透硫容约增加10倍。不同前驱物制备的γ-Al_2O_3对氧化锌基脱硫剂脱硫性能有较大影响。其中,拟薄水铝石分解的γ-Al_2O_3显著提高了氧化锌基脱硫剂脱硫性能,穿透硫容达12.18%。以碱式碳酸锌分解ZnO为活性组分,添加拟薄水铝石分解的γ-Al_2O_3和碱性助剂K2CO3制备的改性氧化锌基脱硫剂对COS的脱除起到转化与吸收作用,COS转化率达99.98%,穿透硫容为4.03%。     

复合金属氧化物脱除羰基硫的研究

采用共沉淀法制备铁锰复合金属氧化物脱硫剂,从温度、空速和羰基硫浓度几个方面考察对脱硫剂脱硫性能的影响.实验结果表明,该脱硫剂在250℃～350℃,强还原性气氛下,具有较高的有机硫脱硫精度和较大硫容.实验还考察了氧化锌、氧化铜、氧化镍和氧化铈几种添加剂对脱硫剂脱硫效果影响,结果表明,脱硫剂中添加氧化镍和氧化铈后脱硫精度有较大提高,出口羰基硫浓度低于0.1×10-6,添加氧化铜和氧化锌的脱硫精度为0.2×10-6;此外,添加氧化锌脱硫剂硫容较大,穿透硫容为25%,而添加氧化铈的脱硫剂硫容相对较小.     

正交试验优化干法烟气脱硫剂的制备及性能研究

设计了四因素三水平的正交试验,考察了制备工艺条件对干法烟气脱硫剂的硫容和强度等性能的影响,其中对硫容影响的考察还结合了追加试验和单因素的条件试验.脱硫剂的性能之中,硫容为主,强度为次,且制备的样品1～13强度均大于200 N/cm,已满足工业应用要求,单纯追求强度没有意义.通过细致的实验分析和综合影响的考量,得到了高硫容高强度的干法烟气脱硫剂W909的制备的最优工艺条件:助钙比2.0,养护时间16 h,焙烧温度400℃,焙烧时间120 min;影响程度为助钙比>养护时间>焙烧温度>焙烧时间;烟气脱硫剂的硫容可达30.1％,强度高达300 N/cm.采用正交试验分析次要因素的影响,可能会得到不合理甚至相反的结论,有时需要条件实验来验证或纠正,因此做了全面试验,并且测试了样品的结构.     

利用钢厂赤泥和碱厂白泥脱除燃气中H_2S

研究以青岛钢厂赤泥和碱厂白泥为主要原料,制备并优选一种可脱除燃气中H_2的催化剂,并对此复合金属氧化物成型脱硫剂进行活性评价,选出最佳脱硫活性条件.脱硫剂的最佳制备工艺为赤泥与白泥质量比为2:1,白泥和赤泥粒径越小越好,黏结剂、造孔剂加水混匀,挤条成型,烘干后在600℃下焙烧6h制得.在O_2含量为2%,反应温度为50℃,水气含量取40℃时饱和蒸汽压,空速为400h~(-1)时穿透时间达到140h,穿透硫容为25.3%.     

Ni-Zn-Fe复合氧化物脱硫剂的制备及成型研究

用溶胶凝胶自燃法制备了具有纳米特性的Ni-Zn-Fe复合氧化物脱硫剂,在300 ℃～500 ℃具有较高的脱硫活性.考察了不同煅烧温度下前驱体粉末的活性、不同高岭土添加量以及不同淀粉添加量对成型脱硫剂有效硫容的影响.结果表明,前驱体粉末的煅烧温度为500 ℃时硫容最高,高于500 ℃煅烧活性下降;高岭土加入脱硫剂中可以防止粉化,且在30%～40%添加量时脱硫剂有效硫容最高;脱硫剂中加入淀粉可以提高硫容,若添加量过高则会使脱硫剂严重粉化,5%的淀粉加入量为最好.     

金属氧化物助剂对Cu/AC脱硫活性的影响

活性焦担载氧化钢新型Ｃｕ／ＡＣ脱硫剂,在工业锅炉烟气最适宜的脱硫温度下具有高的脱硫活性．为进一步提高Ｃｕ／ＡＣ对ＳＯ２的吸附硫容,制备了一系列添加不同金属氧化物助剂的脱硫剂,并对其在 ２００ ℃下的脱硫活性分别进行了评价．结果表明,添加 Ｋ, Ｎａ或 Ａｌ后的脱硫剂硫容出现明显增加,且对高载铜量脱硫剂硫容增加幅度明显高于低载铜量脱硫剂．借助 ＴＰＤ和 ＸＲＤ表征技术,发现添加 Ｋ, Ｎａ, Ａｌ助剂后硫容的增加并非源于所添加 Ｋ, Ｎａ, Ａｌ与 ＳＯ２的反应,主要归因于硝酸铜与 Ｋ, Ｎａ或 Ａｌ盐溶液的共同浸渍,改善了铜物种在 ＡＣ表面的分散性,从而提高了活性．     

凹凸棒石基脱硫剂的制备及其性能评价

采用沉淀法在凹凸棒石表面分别负载了铁和锌元素,制得Fe/凹凸棒石脱硫剂和Zn/凹凸棒石脱硫剂。用XRD、TEM和TPR等方法表征制得的两种凹凸棒石基脱硫剂,研究凹凸棒石基脱硫剂在氨水、盐酸中的稳定性;通过检测脱硫过程中尾气中H2S浓度的变化并分析脱硫剂的硫容比较两种脱硫剂的脱硫性能。分析了粒度、负载量和自体再生次数对铁脱硫剂的硫容的影响。结果表明,活性组分在凹凸棒石表面负载均匀;铁脱硫剂的脱硫性能较好,其硫容是活性炭的120倍,是锌脱硫剂的7.67倍;减小粒度和增加负载量都可以提高硫容,其自体有再生能力但再生仅能恢复脱硫剂的部分脱硫功能。Fe/凹凸棒石脱硫剂在脱硫领域有较好的应用前景。     

热煤气一体化净化工艺中的脱硫反应特征

利用固定床反应器考察了高温煤气脱硫除尘一体化净化工艺中沉积粉尘对高温煤气脱硫剂脱硫性能的影响.结果表明,表面沉积粉尘对脱硫剂初次硫化行为有明显的影响,且与脱硫剂的组成和结构有关.利用钢厂赤泥制备的脱硫剂,含有多种惰性杂质,且具有较大的孔径结构,易于和粗煤气中的粉尘作用,造成脱硫剂硫容的减小.硫化气氛中,H2O的存在造成脱硫剂硫容和脱硫效率的降低,但不会影响因表面沉积粉尘造成的脱硫剂硫容的减小.多次硫化-再生循环实验表明,硫化-再生循环过程有助于减小表面沉积粉尘对脱硫剂脱硫行为的影响.经历一定次数的硫化-再生循环后,粉尘对脱硫剂脱硫行为的影响逐渐消失.     

LD型燃煤脱硫剂研制及应用试验

LD型燃煤脱硫剂将催化的概念引入脱硫剂的设计中,通过添加催化剂,使脱硫效率大大提高。利用试验装置对不同产地的煤、添加不同比例的脱硫剂进行了多方案的试验,表明研制的脱硫剂最适合于全硫含量在1％左右煤的燃烧脱硫。通过在150t／h煤粉炉进行的工业化应用试验,表明脱硫效率稳定在60％以上,具有设备投资少、占地面积小、运行费用低、自动化程度高、操作维护方便等显著特点。     

铁钙混合氧化物脱硫剂的硫化与再生过程研究

煤炭是世界上最丰富的化石燃料,有效提高煤炭利用效率和控制环境污染是目前面临的重要研究课题。先进的整体煤气联合循环发电（IGCC）和燃料电池（MCFC）技术被认为是煤炭利用的最佳途径。高温脱除燃料 气中的H2S是其中的关键技术,高温脱硫目前存在的问题是脱硫剂使用过程的粉化。本文研制出铁钙混合氧化物脱硫剂,采用固定床反应器,考察了不同配比铁混合氧化物的硫化及再生性能。结果表明,当Fe2O3与CaO等摩尔比时,脱硫剂有良好的硫化和再生性能。用H2O（g) O2进行再生时,先后有H2S和SO2逸出,并伴有单质硫形成。该脱硫剂连续硫化－再生循环稳定,且硫容逐渐增加,脱硫效率和机械强度亦逐步提高。     

ZnFe2O4高温煤气脱硫剂的还原与硫化

采用共沉淀法制备了ZnFe2O4高温煤气脱硫剂,并在动态热天平上对其还原和硫化行为进行了研究,分别考察了温度、反应气氛对脱硫性能的影响。低于300℃,还原反应基本不发生：在450℃出现ZnFe2O4脱硫剂的最大还原速率：CO还原能力远不及ZnFe2O4脱硫剂硫化反应速率与浊度、H2S浓度成正比,300℃左右出现ZnFe2O4脱硫剂的最大硫化速率。还原与硫化反应可用等效应粒子模型描述,ZnFe2O4脱硫剂的还原与硫化反应存在控制段的转移。     

锌基合成气深度精脱硫剂开发及性能分析

以锌基材料为主要组分,采用共沉淀法及混捏法制备级配组合的深度精脱硫剂,采用XRF、XRD、氮吸附法对试验前后的脱硫剂进行表征。结果表明,金属氧化物对H₂S的脱硫精度顺序为CuO>ZnO>NiO>CaO>MnO>Fe₃O₄>MgO;共沉淀法制备的深度精脱硫剂CuO和ZnO的平均晶粒分别为10.1 nm和9.1 nm,不同挤条压力下混捏法制备的精脱硫剂ZnO晶粒大小不同;高温可提高锌基精脱硫剂活性组分的利用率;脱硫剂的硫容分别为36.35%、32.91%、33.05%、19.52%时,相对应的活性组分的利用率分别为96.5%、92.60%、93.54%、75.1%;使用后精脱硫剂的孔容、比表面积均大幅下降,但最可几孔径、平均孔径变化较小,同时表明大孔容、高比表面积、大孔径更有利于提高脱硫剂的脱硫反应活性、硫容和活性组分的利用率。     

凹凸棒石黏土-活性金属氧化物复合脱硫剂对脱H2S效果的影响

介绍了凹凸棒石黏土–活性金属氧化物复合脱硫剂在常温常压下脱除高浓度硫化氢气体,研究了凹凸棒石黏土含量、活性金属氧化物含量、焙烧温度等因素在硫化氢脱除中对脱硫效率和硫容量的影响。通过IR、XRD及BET等测试手段,初步分析了复合脱硫剂的结构及其对脱硫效果的影响。结果表明,以凹凸棒石黏土为主原料、添加20 %～30 %的活性金属氧化物后的复合脱硫剂具有稳定、良好的硫化性能,是一种良好的常温脱硫剂,对高浓度低流速的硫化氢气体具有较高的脱除效率和较大的硫容量。     

Fe-Zn基废脱硫剂制备铁碳材料及其对废水微电解性能

以Fe-Zn基废脱硫剂、煤、Na ₂CO ₃为原料进行高温炭热还原反应,制备了铁碳材料,实现了Zn和S的分离,有望能实现废脱硫剂的综合利用。考察不同工艺条件（配比,温度,时间）对铁碳材料品质,Zn单质分离效率和Na ₂S的收率影响。结果表明： 反应温度≥900℃,煤∶废脱硫剂≥1,Na ₂CO ₃∶废脱硫剂≥1.5,反应时长≥2 h,Zn、S的分离回收效率可达到95%以上。且900℃制备的铁碳材料比表面高达193.6 m ²/g,介孔孔体积为0.028 cm ³/g,炭均匀附着于铁骨架。微电解-芬顿联用降解有机废水实验表明：仅微电解或微电解-芬顿联用（H ₂O ₂=COD=1500 mg/L）时,自制铁碳材料的稳定化学需氧量（COD）去除效率（41.78%、73.56%）都高于商业铁碳（8.43%、48.43%)。本文实验结果表明废脱硫剂与煤和碳酸钠混烧可实现废脱硫剂中Zn与S的分离回收,成功获得了比表面高、去除COD性能好的铁碳材料。     

低温脱硫剂的研究进展

介绍了国内外低温脱硫剂的研究现状。阐述了应用于低温条件下的活性炭、氧化铁和氧化锌等单一组分脱硫剂的脱硫机理、动力学模型及再生方法。总结了脱硫剂结构、原料气组成和工艺条件等因素对硫化氢脱除效果的影响。简述了复合脱硫剂的研究进展及工业化应用情况。展望了低温脱硫剂的研究前景。     

影响氧化锌脱硫的因素

在氧化锌脱硫剂脱硫机理的基础上,分析了工艺条件,如压力、温度、空速、反应器设计、脱硫剂装填以及脱硫剂本身对脱硫性能的影响,指出很多工艺因素影响氧化锌脱硫剂脱除H2S的效率。可能的情况下,改变操作条件(如后期适当提高操作温度),可以进一步发挥氧化锌脱硫剂的性能。不同配方的氧化锌脱硫剂有不同的吸收特性。用纯氧化锌制成的高密度的脱硫剂不如将脱硫剂制成疏松多孔结构的脱硫剂有效。加入合适的助剂也可以进一步提高氧化锌的脱硫能力。     

活性炭负载纳米ZnO的结构及常温脱除H2S的性能

采用均匀沉淀法分别以煤质炭和椰壳炭为载体,纳米ZnO为活性组分制备了活性炭负载纳米ZnO脱硫剂。利用X射线衍射和扫描电子显微镜对脱硫剂的结构进行表征,并在固定床反应器上考察了H2S的吸附性能。结果表明:所制备的脱硫剂表面负载了纳米ZnO晶体,活性炭表面孔的数量影响纳米ZnO的晶粒尺寸,椰壳炭负载的纳米ZnO晶粒尺寸为11.4nm,而煤质炭上纳米ZnO晶粒为68.9nm;活性炭载体提高了脱硫活性组分的利用率,椰壳炭负载后样品的脱硫活性明显好于煤质炭。当空速为4600/h时,300℃焙烧1h的椰壳炭负载纳米ZnO样品的穿透时间可高达48min。炭表面纳米ZnO晶粒尺寸是影响H2S脱除性能的主要因素。