多孔炭材料脱除沼气中低浓度硫化氢的实验研究及经济性分析
发布时间：2021-03-03 22:00
沼气是多种微生物在厌氧条件下发酵有机物质产生的可燃气体,是一种具有较高热值的新型可再生能源。微生物厌氧发酵过程会产生一定量硫化氢气体,该气体不仅能够直接危害人体,还会腐蚀沼气输送管道及燃烧设备,同时燃烧产物二氧化硫也会造成二次污染。因此利用沼气生产民用燃气时,必须脱除沼气中硫化氢气体。为开发炭材料吸附脱除沼气中硫化氢新工艺,本课题开展了如下研究工作:通过模板法制备特定孔径尺寸的炭材料,并对其进行氧化改性,结合结构表征及脱硫产物分析,研究孔径尺寸与改性方式对硫化氢气体吸附性能的影响;通过正交试验和单因素实验,研究水蒸气浓度、硫化氢入口浓度、反应温度、体积空速等操作条件对脱硫效果的影响;基于多次再生活性炭脱硫实验结果,设计椰壳活性炭脱除沼气中低浓度硫化氢的工艺流程并进行简要的经济性分析,为工业应用提供参考。研究结果表明:微孔比表面积越大,炭材料脱硫性能越好;氧化改性可提高炭材料脱硫性能,氧化改性效果优先顺序为氧气改性>空气改性>臭氧改性;椰壳活性炭主要脱硫产物是单质硫,转化率高达91.70～96.63%,而H2SO4及官能团形式硫含量极少;椰壳活性炭脱硫的最佳工况为,水蒸气浓度...
【文章来源】：南京师范大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：59 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－２沼气干湿法联合脱硫系统工艺流程??
图１－３活性炭脱硫过程示意图??１．３．２孔隙结构对脱除硫化氢的影响??活性炭的孔径分布范围广，孔隙结构复杂多变，如图１－４所示。由于脱硫过程大??部分在活性炭的孔道中完成，因此孔径尺寸分布对脱硫效果会产生较大的影响。??Ｓｒｅｅｒａｍａｍｕｒｔｈｙ等［５１】利用电子探针对脱硫后的硫沉积进行研究，发现硫先在大孔??中以２０个硫原子的厚度沉积，占总脱硫能力的７０％，之后才在微孔中以４个硫原子??厚度沉积。Ｂａｓｈｋｏｖａ等［５２４人为微孔含量丰富的活性炭有利于硫化氢反应生成二氧化??硫，而足够的中孔能够容纳更多的脱硫产物，进而延长硫化氢的饱和时间。谭小耀等??【５３］用不同孔径的活性炭和硫化氢反应，研究表明尺寸在１？４ｎｍ内的孔径有最高的脱??硫活性。尽管在国内外己经有众多专家学者对活性炭孔隙结构做了大量系统的研宄工??作，但是学术界对于何种孔隙结构的活性炭脱硫效果最佳还没有明确定论。??忤，＊?ａｍ．??ｍｆｍｎｍ?粒狄话性炭??图活性炭孔隙结构图??１．３．３表面官能团对脱除硫化氢的影响??活性炭表面的含氧和含氮官能团对其吸附特性也有重大影响。ＢａｎｄｏｓｚｔＭ的实验??发现含氧官能团有助于水分子的吸收
??冷却后呈果冻状的样品放入电热鼓风干燥箱中，保持温度为３５°Ｃ，，密封装袋。??（２）炭化??照图２－１所示流程示意图搭建实验台，连接好管路并检查装置气密性。炭化过程可能会产生氮氧化物，所以其尾气处理需用氢氧化钠溶液吸
【参考文献】：
期刊论文
[1]起始pH对秸秆与污泥混合发酵产氢产甲烷的影响[J]. 刘頔,李茹莹,季民,梁军峰,蔡彦明. 农业环境科学学报. 2013(06)
[2]产氢菌对沼气发酵的生物强化作用[J]. 王芳,刘晓飞,刘晓风,袁月祥,闫志英,贺蓉娜,廖银章. 应用与环境生物学报. 2013(02)
[3]半焦脱硫剂的制备及其H2S脱除性能[J]. 于英民,孙翔,李春虎. 环境化学. 2012(12)
[4]活性炭的表面改性技术及其应用研究进展[J]. 张小康,蒋豫,赵军,吴光前. 污染防治技术. 2012(01)
[5]脱硫剂的研究进展[J]. 谢璐,奕亚芬,胡新颜,郑文,陈瑶,马剑华. 辽宁化工. 2011(10)
[6]干法脱除硫化氢技术研究进展[J]. 颜杰,李红,刘科财,唐楷,叶文静. 四川化工. 2011(05)
[7]提升沼气在中国天然气产业发展中的战略地位[J]. 李景明. 天然气工业. 2011(08)
[8]车用燃料发展和研究现状及其未来展望[J]. 姚春德,许汉君. 汽车安全与节能学报. 2011(02)
[9]欧盟国家新兴的生物天然气产业[J]. 程序,朱万斌. 中外能源. 2011(06)
[10]沼气工程发展现状与问题探讨[J]. 赵玲,刘庆玉,牛卫生,胡艳清. 农机化研究. 2011(04)
硕士论文
[1]禽粪便好氧堆肥氧化脱除H2S菌株的筛选及效果研究[D]. 赵冬梅.东北农业大学 2013
[2]活性炭基脱硫剂制备与再生技术的研究[D]. 周维奇.上海交通大学 2013
[3]土霉素和铜对厌氧微生物群落结构多样性动态特征的影响[D]. 赵鑫.沈阳航空航天大学 2013
[4]活性炭基二硫化碳水解催化剂的筛选及动力学研究[D]. 何丹.昆明理工大学 2012
本文编号：3062004
【文章来源】：南京师范大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：59 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－２沼气干湿法联合脱硫系统工艺流程??
图１－３活性炭脱硫过程示意图??１．３．２孔隙结构对脱除硫化氢的影响??活性炭的孔径分布范围广，孔隙结构复杂多变，如图１－４所示。由于脱硫过程大??部分在活性炭的孔道中完成，因此孔径尺寸分布对脱硫效果会产生较大的影响。??Ｓｒｅｅｒａｍａｍｕｒｔｈｙ等［５１】利用电子探针对脱硫后的硫沉积进行研究，发现硫先在大孔??中以２０个硫原子的厚度沉积，占总脱硫能力的７０％，之后才在微孔中以４个硫原子??厚度沉积。Ｂａｓｈｋｏｖａ等［５２４人为微孔含量丰富的活性炭有利于硫化氢反应生成二氧化??硫，而足够的中孔能够容纳更多的脱硫产物，进而延长硫化氢的饱和时间。谭小耀等??【５３］用不同孔径的活性炭和硫化氢反应，研究表明尺寸在１？４ｎｍ内的孔径有最高的脱??硫活性。尽管在国内外己经有众多专家学者对活性炭孔隙结构做了大量系统的研宄工??作，但是学术界对于何种孔隙结构的活性炭脱硫效果最佳还没有明确定论。??忤，＊?ａｍ．??ｍｆｍｎｍ?粒狄话性炭??图活性炭孔隙结构图??１．３．３表面官能团对脱除硫化氢的影响??活性炭表面的含氧和含氮官能团对其吸附特性也有重大影响。ＢａｎｄｏｓｚｔＭ的实验??发现含氧官能团有助于水分子的吸收
??冷却后呈果冻状的样品放入电热鼓风干燥箱中，保持温度为３５°Ｃ，，密封装袋。??（２）炭化??照图２－１所示流程示意图搭建实验台，连接好管路并检查装置气密性。炭化过程可能会产生氮氧化物，所以其尾气处理需用氢氧化钠溶液吸
【参考文献】：
期刊论文
[1]起始pH对秸秆与污泥混合发酵产氢产甲烷的影响[J]. 刘頔,李茹莹,季民,梁军峰,蔡彦明. 农业环境科学学报. 2013(06)
[2]产氢菌对沼气发酵的生物强化作用[J]. 王芳,刘晓飞,刘晓风,袁月祥,闫志英,贺蓉娜,廖银章. 应用与环境生物学报. 2013(02)
[3]半焦脱硫剂的制备及其H2S脱除性能[J]. 于英民,孙翔,李春虎. 环境化学. 2012(12)
[4]活性炭的表面改性技术及其应用研究进展[J]. 张小康,蒋豫,赵军,吴光前. 污染防治技术. 2012(01)
[5]脱硫剂的研究进展[J]. 谢璐,奕亚芬,胡新颜,郑文,陈瑶,马剑华. 辽宁化工. 2011(10)
[6]干法脱除硫化氢技术研究进展[J]. 颜杰,李红,刘科财,唐楷,叶文静. 四川化工. 2011(05)
[7]提升沼气在中国天然气产业发展中的战略地位[J]. 李景明. 天然气工业. 2011(08)
[8]车用燃料发展和研究现状及其未来展望[J]. 姚春德,许汉君. 汽车安全与节能学报. 2011(02)
[9]欧盟国家新兴的生物天然气产业[J]. 程序,朱万斌. 中外能源. 2011(06)
[10]沼气工程发展现状与问题探讨[J]. 赵玲,刘庆玉,牛卫生,胡艳清. 农机化研究. 2011(04)
硕士论文
[1]禽粪便好氧堆肥氧化脱除H2S菌株的筛选及效果研究[D]. 赵冬梅.东北农业大学 2013
[2]活性炭基脱硫剂制备与再生技术的研究[D]. 周维奇.上海交通大学 2013
[3]土霉素和铜对厌氧微生物群落结构多样性动态特征的影响[D]. 赵鑫.沈阳航空航天大学 2013
[4]活性炭基二硫化碳水解催化剂的筛选及动力学研究[D]. 何丹.昆明理工大学 2012
本文编号：3062004
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