固相法制备半焦负载铁酸锌脱硫剂的脱硫行为

以改性半焦为载体,通过固相法合成了铁酸锌脱硫剂,并在固定床上硫化温度500℃下考察了焙烧温度、焙烧时间以及铁酸锌的含量对脱硫剂的结构及脱硫性能的影响。实验结果表明最佳制备条件为铁酸锌含量为25%、焙烧温度为600℃、焙烧时间为2h,此时脱硫剂穿透时间和硫容最大分别为10.5h和8.58g/100g。采用X射线衍射(XRD)、氮吸附(BET)、X光电子能谱(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)等方法对最佳制备条件的脱硫剂的新鲜样和硫化样的物相组成、孔结构、表面元素、外观形貌等进行表征。结果显示改性半焦能够提高铁酸锌脱硫剂的比表面积和孔隙度,并且制备的铁酸锌粒径较小,避免了团聚现象。另外SEM结果显示铁酸锌呈球形颗粒均匀地分散在半焦表面,可以为硫化反应提供更大的反应面积和促进质量传递。     

磷酸活化褐煤半焦用于柴油吸附脱硫的研究

采用磷酸活化褐煤半焦为载体,负载多种金属氧化物制备了催化裂化(FCC)柴油吸附脱硫剂。煅烧温度、载样种类、浸渍比、煅烧时间和浸渍时间等因素都会对脱硫剂的性能产生显著的影响,按正交实验设计方法,采用FCC柴油为原料,考察了这5种因素对脱硫活性的影响。结果表明,半焦载体的煅烧温度对于脱硫活性的影响最为显著,最佳的煅烧温度为700℃,其他影响因素依次为:载样种类CuO、浸渍比1.5∶1、煅烧时间1.5 h和浸渍时间20 h。实验还考察了采用最佳制备条件得到的吸附脱硫剂在空速为2 h-1和120℃条件下的脱硫性能,并对其失活样品在350℃进行水蒸气再生。结果表明,无论是新鲜脱硫剂还是再生样品,其脱硫率都随脱硫时间的延长而下降,且再生后脱硫剂脱硫效果明显下降。     

低阶煤原位制备ZnO基活性炭脱硫剂

将金属氧化物活性组分通过浸渍负载的方式分散到多孔载体上,是制备高活性金属氧化物脱硫剂的常用方法。然而,由于活性组分的负载易使载体孔隙率下降,导致活性组分的脱硫能力不能充分发挥。本文直接以廉价的低阶煤为原料,经过预处理后在煤中加入硝酸锌,通过物理-化学活化法一步制备ZnO基活性炭常温脱硫剂,即将活性炭的制备与活性组分的负载一步完成。研究了硝酸锌加入量、活化温度和活化时间对脱硫剂脱硫性能的影响。结果表明：当硝酸锌加入量为20%（质量）,活化温度为850℃,活化时间为1 h时,脱硫剂的穿透时间为210 min,其对应的穿透硫容为71.4 mg/g,其脱硫性能是同等实验条件下商业活性炭负载ZnO脱硫剂的5.3倍,较高的脱硫性能主要归因于其发达的介孔孔隙,不仅有利于传质,而且有利于硫化产物的存储。     

三维有序大孔Fe_2O_3/SiO_2复合脱硫剂中温脱硫性能及再生行为研究

采用胶晶模板法制备了一系列具有三维有序大孔结构的氧化铁和氧化铁-二氧化硅复合脱硫剂,并采用固定床动态实验考察了其中温脱硫性能及其再生行为。硫化前后样品采用X射线衍射仪(XRD)、N_2吸附、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)等技术进行了表征。结果表明,与三维有序大孔氧化铁脱硫剂相比,脱硫剂中引入SiO_2可以极大地提高脱硫剂的比表面积和Fe_2O_3的分散性,并且可以减小Fe_2O_3的晶粒尺寸,进而有利于提高脱硫剂的脱硫精度和脱硫性能。另外,脱硫剂的脱硫性能与PS微球的直径和硫化温度有关,样品的脱硫性能随着PS微球直径的增大和硫化温度的升高均呈现先增大后减小的趋势。当PS微球直径为175 nm,脱硫温度为300℃时,脱硫剂的硫容最优,其穿透硫容和饱和硫容分别为51.6%和73.2%。再生实验结果表明,三维有序大孔结构可以极大地降低样品的再生温度,样品的最佳再生温度为300℃。     

三维有序大孔Fe_2O_3/SiO_2复合脱硫剂中温脱硫性能及再生行为研究

采用胶晶模板法制备了一系列具有三维有序大孔结构的氧化铁和氧化铁-二氧化硅复合脱硫剂,并采用固定床动态实验考察了其中温脱硫性能及其再生行为。硫化前后样品采用X射线衍射仪(XRD)、N_2吸附、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)等技术进行了表征。结果表明,与三维有序大孔氧化铁脱硫剂相比,脱硫剂中引入SiO_2可以极大地提高脱硫剂的比表面积和Fe_2O_3的分散性,并且可以减小Fe_2O_3的晶粒尺寸,进而有利于提高脱硫剂的脱硫精度和脱硫性能。另外,脱硫剂的脱硫性能与PS微球的直径和硫化温度有关,样品的脱硫性能随着PS微球直径的增大和硫化温度的升高均呈现先增大后减小的趋势。当PS微球直径为175 nm,脱硫温度为300℃时,脱硫剂的硫容最优,其穿透硫容和饱和硫容分别为51.6%和73.2%。再生实验结果表明,三维有序大孔结构可以极大地降低样品的再生温度,样品的最佳再生温度为300℃。     

固相法制备ZnO/改性半焦脱硫剂及其脱硫性能研究

采用固相法制备了Zn O/改性半焦脱硫剂,在固定床反应器上考察了负载比、活性组分质量分数、焙烧温度、焙烧时间和助剂质量分数对脱硫剂脱硫性能的影响,采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、氮吸附技术对最优条件下制备的脱硫剂进行了表征。试验得到的Zn O/改性半焦脱硫剂的最佳制备条件为:负载比(Zn O与改性半焦质量比)5∶3,活性组分质量分数30%,焙烧温度600℃,焙烧时间2 h,助剂质量分数4%。固相法制备的脱硫剂结晶度好,脱硫剂脱硫前后比表面积、孔容、孔径变化较小,表明脱硫剂中载体改性半焦的孔隙结构未受到破坏,有利于脱硫剂的后期再生。     

半焦负载Fe基脱硫剂脱硫及再生性能研究

利用超声波辅助共沉淀法制备了半焦负载Fe基脱硫剂,在固定床反应器中考察了其脱硫及再生特性.采用X射线衍射(XRD)法和傅立叶红外光谱(FTIR)法对硫化前后及再生后样品的晶体结构和表面化学结构变化进行了表征.结果表明,金属Zn和Cu的加入使得Fe基脱硫剂的脱硫性能得到明显改善,其中半焦负载Fe-Zn-Cu脱硫剂具有最佳脱硫及再生性能.利用水蒸气法再生后的脱硫剂脱硫性能稳定,脱硫剂经多次硫化-再生循环后,仍具有良好的脱硫性能.     

负载型氧化锌脱硫剂的实验研究

采用浸渍法制备了以γ-Al2O3为载体的负载型氧化锌脱硫剂,同时对制得的脱硫剂进行煤气脱硫实验,考察了制备过程中负载量、焙烧温度和硫化温度等对脱硫剂性能的影响,用XRD和BET方法对制得的脱硫剂进行检测.结果表明,制得的脱硫剂存在一个单层分散当量,当负载量低于单层分散当量时,ZnO将以单层或亚单层状态分散在载体γ-Al2O3上(XRD检测不到);当高于负载量时,除了单层或亚单层以外,ZnO晶体也将出现,通过XRD衍射图谱可以观察到ZnO晶体的衍射峰.活性评价实验也表明,在低于单层分散当量时该脱硫剂的穿透硫容随着负载量的增加而增大,且在极高的脱硫精度下(低于0.1×10-6)有较高的活性ZnO穿透硫容,达到了9.7 g S/100 g ZnO;而高于单层分散阈值时稳定性和硫容明显降低.     

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%.     

微波固相法制备ZnFe_2O_4脱硫剂及其脱硫性能研究

采用乙酸锌、硝酸铁以及乙二酸为原料合成铁酸锌前驱体,以红土为黏结剂,采用微波固相法合成铁酸锌脱硫剂。通过单因素法考察球磨时间、焙烧温度、焙烧时间以及活性组分含量对脱硫剂脱硫性能的影响,同时利用响应面法对脱硫剂制备条件进行优化得到最佳制备条件。采用X射线衍射(XRD)、氮吸附(BET)方法对脱硫剂的新鲜样和硫化样的物相组成、结构、孔结构进行表征。铁酸锌脱硫剂的最佳制备条件为:活性组分质量分数30%、焙烧温度505℃、焙烧时间65 min、球磨时间30 min;此条件下制备的脱硫剂脱硫效果好,硫容达到8.7%,脱硫效率为72.07%。