超临界水浸渍法制备锰基中温脱硫剂的研究

发布时间：2019-08-28 11:15

【摘要】： 超临界水(Supercritical Water,SCW)具有许多独特的物理化学性质,如粘度、密度、扩散系数、溶剂化能力等性质随温度和压力变化十分敏感,粘度和扩散系数接近气体,而密度和溶剂化能力接近液体,其在制备超细微粒材料领域中得到广泛应用。与传统方法相比,超临界流体技术制成的微粒具有粒径小、粒度均匀、颗粒化学成分不易被破坏、几乎无残留溶剂等诸多优点。所得产品毋须干燥、粉碎,生产过程无三废产生,是一种具有广阔发展前景的环保技术。利用超临界水较高的扩散系数,低的粘性和低的表面张力,有利于传质过程进行,可以一步将金属氧化物负载到活性炭和Al2O3上,一次性制备出负载型催化材料。利用超临界水制备催化剂的过程中不用添加任何有毒的溶剂,不需干燥,煅烧处理,过程简单。 煤气化被认为是最有前景的洁净煤利用技术,而煤气脱硫净化技术是其中的关键组成部分。中高温煤气脱硫主要是指借助于中高温下单一或复合的金属氧化物与硫化氢或其它硫化物反应以达到将其从气相中脱除的目的。脱硫效率、硫容、机械稳定性、化学稳定性、操作条件(温度、压力等)、再生性能等是评定脱硫剂优劣的重要指标。脱硫剂的制备方法对脱硫剂的物理性能参数及动力学性质影响很大,传统方法制备的脱硫剂在中温范围使用时,存在机械强度低,抗磨损性能差以及再生温度高等缺点。 基于以上分析,本文旨在利用超临界水特殊的反应性能探索负载型脱硫剂的新型制备方法,选取氧化锰作为脱除H2S的主要活性组份,考察超临界水浸渍法制备的脱硫剂在固定床反应器中模拟煤气气氛下的硫化性能。使用BET、XRD、SEM、机械强度等手段对脱硫剂表征。得到如下主要结论: 1)超临界水法制备的负载型脱硫剂,活性组分上载量较高,脱硫效率较好,脱硫精度较高,稳定性较好。 2)在本实验所考察范围内,前驱体溶液浓度0.25g/ml,制备温度350℃,制备时间30 min,前驱体溶液体积100ml为最佳制备条件。 3)新鲜和再生后的脱硫剂MnO2/γ-Al2O3的机械强度明显优于载体。 4)在5个硫化-再生循环试验过程中,脱硫剂脱除硫化氢的效率呈缓慢下降趋势,但最终仍能保持在初始硫容的80%左右。 5)硫化温度对脱硫剂的硫化活性影响较大,从300℃提高到550℃时,脱硫剂的H2S出口浓度低于10ppm的硫化时间由380min延长到465min。 6)较高空速可以有限地提高脱硫剂的穿透硫容,但空速过高时会使脱硫剂的脱硫效率下降,空速为3000h-1时,脱硫剂硫容最高。 7)铜的加入显著提高了铜锰复合氧化物吸附剂的脱硫效率,H2S脱除效率为99.9%的硫化时间由380min延长到510min。
【图文】：

产于英国的 Kane-9106 型燃气分析仪，用于在线分析表 2-2 气相色谱操作条件Table 2-2 Operation conditions for GC analysisOperational parameter Numerical value柱 温(℃) 70检测器温度(℃) 160热导池温度(℃) 80汽化室温度(℃) 100氢气分压(Mpa) 0.10空气分压(Mpa) 0.10检测器电流(mA) 60

有效的增加了反应活性中心，提高吸咐剂的脱硫活性，，应该是 T350t30V100 脱硫活性较好的一个主要原因。图4-6 载体(a)及新鲜脱硫剂(b, c, d)的SEM(a)和(c): 350℃ ,30min; (b): 300℃ ,30min ; (d): 380℃ ,30min（c）（d）（a） （b）
【学位授予单位】：太原理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：X701.3

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本文编号：2530117