复合ZnO高温煤气脱硫剂的物相_还原及硫化行为

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高温煤气脱硫剂的研究x.doc

高温煤气脱硫剂的研究近几十年来，研究者[1-3]对煤气高温脱硫技术进行了广泛探讨，研究试验的脱硫剂种类繁多。

高温脱硫综合性能较好，易再生，用于整体煤气化联合循环发电(IGCC)可能性较大的脱硫剂是复合金属氧化物脱硫剂，包括铁、锌、铜、锰、铬、钒、钙、钛和铝等。

有关复合金属氧化物脱硫剂文献报道较多，研究工作较深入的为铁酸锌脱硫剂[4-11]。

本文通过分析脱硫剂在高温还原气氛脱硫和高温氧化气氛再生两种不同工况下的物化性能和过程行为，研制高温煤气脱硫剂，并对其脱硫性能进行研究。

1实验部分1．1脱硫剂制备以共沉淀法和混捏法相结合制备脱硫剂。

采用共沉淀法制取含有活性组分和结构稳定助剂的金属氧化物微细粉体，加入助剂混捏，挤条，干燥和焙烧制得锌铁锰系脱硫剂。

1．2脱硫剂表征采用经典BET装置测比表面积；美国麦克仪器公司MIC一9130型孔度仪分析孔容、孔径分布和平均孔径；ZQJ智能颗粒强度仪测压碎强度。

1．3试验装置采用固定床脱硫和再生工艺。

试验装置如图1所示，陶瓷或不锈钢反应器(φ20mm)装填原粒度[φ3mm×(3~6)mm]脱硫剂30 mL。

2结果与讨论2．1催化剂物化性能脱硫剂为φ3mm×(5~l0)mm黑褐色条剂，堆积密度1．05 g·mL-1，侧压强度58 N·cm-1，比表面积12．3 m2·g-1，孔容0．36mL·g-1，平均孔径41mm。

2．2脱硫剂脱硫和再生工艺条件2．2．1脱硫温度在空速3 900 h-1叫和进口气H2S含量2．0 g·m-3条件下，脱硫温度为350℃时，出口气H2S≤1．0 mg·m-3，400℃、450 ℃、550℃和600 ℃时，出口气H2S含量均≤0．8 mg·m-3，表明脱硫气温度对脱硫精度没有明显影响。

2．2．2进口煤气硫(H2S)含量在温度560℃和压力0．07 MPa条件下，进口煤气硫(H2S)含量对脱硫精度的影响见表1。

高温煤气脱硫剂研究进展

专论与综述高温煤气脱硫剂研究进展张金昌　王树东　吴迪镛(大连化学物理研究所,大连116012)摘要　系统地介绍了国外高温煤气脱硫剂的研究开发现状。

指出我国应重点研究开发铁系、锰系、锌系、铜系和钙系脱硫剂。

关键词　煤气　高温煤气脱硫剂　洁净煤技术大气中的SO2、NO x及由其产生的酸雨对人类造成的严重危害,已成为全球性重大环境问题之一。

而煤炭燃烧是SO2、NO x的主要来源。

据统计,我国排放的SO2近90%来自燃煤, NO x近80%来自燃煤。

专家们预测,在今后的20～30年,世界能源将重新回到以煤为主的时代。

在煤炭消费结构中,西方工业发达国家大部分用于发电,因而各国都很重视高洁净燃煤发电技术。

继美国之后,日本、英国和欧共体都相继成立了洁净煤利用机构,制定了相应发展规划。

目前,煤气化联合循环发电(IGCC)技术引起了人们的极大兴趣。

采用IGCC技术,SO2、NO x的排放量很低,还可得到有用的副产品,几乎不排出废水。

高温煤气脱硫技术的研究与开发是实现IGCC的关键[1]。

在IGCC中,高温气体净化系统必须将气体中总硫含量降至小于0.01%,若燃料气用于熔融燃料电池技术,则总硫含量必须降至小于1×10-6。

燃料气中的硫化物主要是H2S,高温气体脱硫主要是脱除燃料气中的H2S。

国外在高温煤气脱硫技术方面做了大量基础研究和应用研究工作,我国这方面的工作还处于起步阶段。

本文系统地介绍国外已开发的高温煤气脱硫剂的脱硫情况、脱硫机理及存在的问题,提出了适合我国国情的有待开发的高温煤气脱硫剂。

高温煤气脱硫技术若能在工业上得到应用,则可从根本上解决我国电力工业的环境污染和能源浪费问题。

1　脱硫剂的基础研究 W estm o reland[2]通过对元素周期表中各元素的分析,排除非金属元素、放射性元素、剧毒及昂贵金属,列出了可能用于高温脱硫的28种金属元素(见表1)。

表1　可能应用于高温脱硫的金属元素名称锂钠铝钾钙钛钒铬锰铁镁钴镍铜符号L i N a A l K Ca T i V C rM n FeM g Co N i Cu 名称锌锶锆钼银镉锡锑钡钨铅铋镧铈符号Zn Sr ZrM oA g Cd Sn Sb Ba W Pb B i L a Ce 热力学研究结果表明:①A l、Ce、C r、M g、T i、Zr6种金属在脱硫温度范围内形成稳定的无活性的氧化物;②L i、N a、K形成稳定的碳酸盐(L i2CO3、N a2CO3、K2CO3),只有在接近这些碳酸盐的熔融温度时才开始显示脱硫活性;③A g、L a、N i、Sb虽然在低温时就显示脱硫活性,1996208208收到初稿,1996211227收到修改稿。

氧化铈高温煤气脱硫剂的还原与硫化

但是它的还原产物ＣＯｎ１５＜２却与加ｓ有 ∞ ｅ（．＜）Ｈｚ ∞ ∞
、
∞
较大的亲和力。然由于实验条件的限制，ｅ的虽ＣＯ。
ｇ
８
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还原不可能达到完全彻底，是即使是ＣＯｚ的部但ｅ分还原，也能使ＣＯｅ脱硫剂的脱硫精度得到明显
表２实验条件的选择
Ｔａｅ２Ｒｅｃｉｏｎｄｔｏｂｌａｔｏｎｃｉｉｎ
产物的微观结构，脱硫剂活性直接受其微观结构、而
硫剂的脱硫效率与７０℃和８０℃的脱硫剂相比有００
明显差异，但煅烧温度为７０Ｃ和８０℃的脱硫剂，００
＊国家重大基础研究发展规划项目９３子课题（９９２１４１．７Ｇ１９０２０ — ）
１程师，士生；）博士生。原理工大学煤化所。３０４太原；）教授、士生导师。国海洋大学化学化工学院。６０１山东青岛；））工硕４太００２２博中２６７３
并且由于它在硫化与再生的多次循环中有良好的稳
反应流程见第２５页图１将准确称量的正圆柱．体脱硫剂２０ｍＬ置于反应器恒温区内，下填充瓷上环以分散气流，使通入的气体分布均匀，各路气体经过减压阀和转子流量计后，入混合器混合，进出来后经恒温水浴鼓泡带水通入固定床反应器，温阶段升通入不含硫化氢的还原性气体，到达指定温度后，再通入硫化氢气体进行硫化反应，一般每隔３ｎ对０ｍｉ出口硫化氢进行检测．煤气中的Ｈ。ｓ浓度分析使用上海海欣色谱仪器有限公司生产的ＧＣ一９０型气相色２谱仪．中出口的Ｈ。其ｓ浓度（～５０１）用００× ０使

复合ZnO高温煤气脱硫剂的物相_还原及硫化行为

cuocao复合得到的复合zno脱硫剂在硫化前后没有形成新的物相对其还原性能也没有明显的影响但是cuo脱硫效率波动消40h2n2平衡的条件下除了由于cuo原烧结导致zncu脱硫剂穿透硫容低外znfeznmnznca脱硫剂穿透的硫容均在45以上接近理论值穿透时间均超过23与单一金属氧化物脱硫剂相比复合zno高温煤气脱硫剂具有较高和稳定的脱硫效率较长的穿透时间和较大的穿透硫容
THE PHASE, REDUCTION & SULFIDATION PERFORMANCE OF THE MIXED ZnO HOT COAL GAS DESULFURIZATION SORBENTS
Z H U Yong jun, SH ANGGU AN Ju, L IANG L i t ong, L IANG Mei sheng
朱永军, 上官炬, 梁丽彤, 梁美生
( 太原理工大学煤科学与技术教育部和山西省重点实验室 , 山西太原 030024)
摘要 : 通过热分解、沉淀法从硝酸盐或氯化盐制备出 Z nO 、 Fe2 O3 、 CuO、 M nO 2 和 CaO 5 种金属氧化物 , 并采用干混法制备出系列复合 ZnO 高温煤气脱硫剂。利用固定床反应器在 500 ! 、 3600 h - 1 、 40% H 2 、 0. 4% ~ 0. 6% H 2 S 和 N2 平衡的条件下 , 评价了单一金属氧化物、复合 ZnO 高温煤气脱硫剂的脱硫性能。采用程序升温还原 ( T PR ) 测试新鲜脱硫剂的还原性能 , 用 XRD 对新鲜和硫化后的脱硫剂进行表征。结果表明 , 复合 ZnO 高温煤气脱硫剂较单一金属氧化物脱硫剂 , 具有较高和稳定的脱硫效率、较长的反应时间、较大的硫容。 ZnO 与可还原金属氧化物复合改变了其还原性能 , 并在硫化前或后形成新的物相 , 显著提高了脱硫性能。关键词 : 相互作用 ; 金属氧化物 ; 高温煤气脱硫文献标识码 : A 中图分类号 : T Q546. 5

高温煤气可再生脱硫剂与脱硫过程_梁斌

表1 Tab． 1 不同金属脱硫剂的脱硫温度和脱硫范围 The desulfurization temperature and range with different metal oxide desulfurizers
脱硫剂 ZnO Fe2 O3 ZnFe2 O4 Zn2 TiO4 ZnFe2 O4 Mn2 O3 － CuO Cu / Al2 O3 CuO － Cr2 O3 Mn / Al2 O3 脱硫温度 / ℃ 300 400 ～ 450 450 550 600 600 750 850 850 脱硫范围 / （ mg·L － 1 ） 10 1 ～ 10 － 2 10 3 ～ 10 2 10 3 ～ 1 10 4 ～ 10 1 10 4 ～ 1 10 4 ～ 10 2 10 3 ～ 10 2 10 4 ～ 10 10 4 ～ 10
《BP 世界能源统计 2011 》，根据预测中国 2011 9 年煤炭消费量达到 32 × 10 t，其中电煤消耗占 50% ，钢铁行业消耗占 13% 。煤炭作为一次能源，在中国能源结构中占垄断地位。煤炭能源的大规模 CO2 排应用，带来一系列环境ห้องสมุดไป่ตู้题，如硫化物排放、放等，都比石油、天然气等其他化石能源严重的多。随着世界环境问题恶化，在世界环境与气候谈判中，
3
与硫化氢发生如下反应：金属氧化物， M － O + H 2 S → M － S + H 2 O 该反应为可逆反应，金属硫化物可以用水蒸气再生副产硫化氢。吸附的 H2 S 解吸后通过 Clause 工艺转化为单质硫，实现硫的资源化回收。寻求合适的金属体系，实现高温再生反应的可逆转换，是研制新型脱硫剂的关键。很多金属氧化物具有脱硫活性，脱硫温度和脱［4 ］［5 ］硫精度变化很大。铁酸锌、钛酸锌、铜基吸附剂等脱硫剂在中温范围内具有很好的脱硫再生性能，我国太原理工大学在铁系、钛酸锌系列脱硫剂研 Fe 等金属氧化究方面已经有很成功的经验。但 Zn、物系列脱硫剂在 850 ℃ 高温还原气体中不稳定，如铁氧化物将被还原成单质铁，而直接影响它们的机械强度和吸附硫容。表 1 给出了不同金属催化剂的所报道的金属都是元素周期脱硫温度和脱硫范围，表中第 4 行后半部分的过渡金属，其共同特点是容

复合金属氧化物脱硫剂还原反应机理反应原理

复合金属氧化物脱硫剂通常是一种用于脱除燃料中硫化物的材料，其主要成分包括一些氧化金属（通常是金属氧化物）和可能的助催化剂。

在脱硫过程中，复合金属氧化物脱硫剂发生还原反应，将硫化物还原为相对较稳定的形式，通常是硫化氢 H2S）。

以下是复合金属氧化物脱硫剂的典型还原反应机理：
1.（硫化物的吸附：（首先，硫化物如H2S）被脱硫剂的表面吸附。

2.（氧化金属的还原：（在高温下，氧化金属会发生还原反应，释放氧气。

（（（2MxOy（→（2Mx（+（yO2
（（（其中，M表示金属，x和y分别表示氧化物中金属和氧的摩尔比。

这个步骤产生的氧气将用于后续的反应。

3.（硫化物的还原：（通过氧化金属的还原反应，释放的氧气与吸附在脱硫剂表面的硫化物反应，形成硫化氢。

（（（xM（+（H2S（→（MxS（+（H2O
（（（在这个步骤中，金属M与H2S反应生成金属硫化物 MxS）和水 H2O）。

整个过程可以用以下方程式表示：
2MxOy（+（xH2S（→（2MxS（+（yO2（+（xH2O
需要注意的是，具体的反应机理和效果可能取决于脱硫剂的具体成分、反应条件（温度、压力等）以及硫化物的种类。

复合金属氧化物脱硫剂在工业上被广泛应用，以减少燃料中的硫含量，从而降低环境污染。

氧化铈高温煤气脱硫剂的还原与硫化

剂的脱硫效率的高低．
卫功巴丫刀刀了
不同还原时间脱硫剂脱硫效率曲线见图５由．
图３不同硫化温度对脱硫效率的影响
Ｆｇ３ｆｃｏｖｒｕｓｌｄｔｎｐｒｕｅｉＥｆｔａｉｓｆａｏｔｅｔｒ．ｅｆｏｕｉｉｅａｍ
ｏｓｌｄｔｎｉｅｃｎｆａｉｅｆｉｙｕｉｏｆｃｎ
中图分类号ＴＱ
Ｏ引
言
１实验部分
１１脱硫荆的制备．
整体煤气化联合循环ＧＣ）ＧＣ发电是一种高效、低污染的新型发电技术，２世纪最有发展前途的是１洁净煤技术之一在ＩＣＧＣ中，高温煤气脱硫是其关键的技术，而高温煤气脱硫技术的关键又在于脱硫剂的研制国内外的专家学者对此做了大量的工作，用作高温煤气脱硫剂的主要组分是金属氧化物，大体可分为单一金属氧化物脱硫剂和复合金属氧化物脱硫剂两种．单一金属氧化物脱硫剂主要有氧化铁、氧化锌、氧化钙、氧化铜、氧化锰、氧化柿和氧化锡等；复合金属氧化物脱硫剂主要有铁酸锌和铁酸锌等．其中氧化柿脱硫剂在近几年来受到人们广泛的关注口这种脱硫剂的主要优点是在再生的过程中妇能产生单质硫，从而避免了再生气体的再处理问题；并且由于它在硫化与再生的多次循环中有良好的稳定性，所以更加经济合理，是一种很有发展前途的脱硫剂．本文对自制Ｃ０脱硫剂的硫化还原进行了ｅ：
研究．
将工业用ｅＮ，６０在马弗炉中于３０Ｃ（Ｏ）＂，，Ｈ４
℃的温度下恒温热解１ｈｓ得到活性的Ｃ０５时Ｌ，］ｅ再加人勃结剂、造孔剂和润滑剂，研磨过筛后，混合，
挤条，烘干，缎烧，得到脱硫剂．１２活性评价装ｉ．ｔ

煤中混入氧化锌高温焦炉煤气脱硫行为的研究

文章编号:025322409(2002)0320209205　收稿日期:2001211215;修回日期:2002202206　基金项目:国家自然科学基金(50004006)　作者简介:唐惠庆(19702),男,浙江桐乡人,博士,冶金物理化学。

E -mail :hqtang @煤中混入氧化锌高温焦炉煤气脱硫行为的研究唐惠庆,郭占成,姚　雨,刘宇星(中国科学院过程工程研究所,北京　100080)摘　要:在热力学模拟结果的基础上,利用在炼焦煤中添加氧化锌进行焦炉煤气均相脱硫的行为的研究。

实验结果表明:在炼焦前期,煤中添加氧化锌可以有效抑制煤中硫的释放,实验所用煤样中的最佳的氧化锌添加量是理论计算所需量的114倍。

在炼焦后期,由于焦炉煤气中氢气的作用,半焦中硫化锌和氧化锌开始分解,气态锌和H 2S 随焦炉煤气的温度降低又生成硫化锌,从而实现了焦炉煤气的脱硫,而且对焦炭质量的影响很小,氧化锌的添加量的增加有利于焦炉煤气进一步的脱硫。

关键词:焦炉煤气;氧化锌;脱硫;炼焦中图分类号:T Q522116 文献标识码:A 焦炉煤气是冶金工业和其他工业部门不可缺少的重要燃料,煤气化学工业已经起到与石油工业和天然气化学工业同等重要的作用。

焦炉煤气中含有硫化物,如H 2S ,C OS ,CS 2等。

在高温下,硫化氢气体是焦炉煤气中主要的有害气体,炼焦煤气中的H 2S 气体含量因工艺、原料的不同而有所差别,国家对不同环境下H 2S 的浓度进行了严格的限制。

焦炉煤气在应用之前必须脱硫。

当前焦炉煤气中H 2S 的净化方法可以概括为低温或常温液体洗涤,采用的都是通过异相反应进行脱硫[1],由于其昂贵的设备投资费用以及维护费用,一般小型炼焦厂难于承担。

另一方面,中国大量的冶金企业产生大量的含锌粉尘,为达到以废制废的目的,我们提出了一种以含锌的冶金粉尘进行焦炉煤气脱硫的工艺[2]。

由于该技术中主要利用了氧化锌的脱硫特点[3～5],因此,有必要对氧化锌的脱硫行为作进一步的研究。

氧化铁高温煤气脱硫反应

氧化铁高温煤气脱硫反应氧化铁用于常温脱硫,晶格必须疏松,H2S或HS2-、S2-才容易扩散。

干燥的无碱氧化铁脱硫剂几乎没有脱硫活性，而若含水量太大会使脱硫剂发生水封现象，从而降低脱硫剂的活性。

实践证明，在20-60℃范围内，只要脱硫气中的水蒸气含量接近饱和状态，则脱硫剂的水含量就能保持在最适宜的状态。

高温煤气脱硫主要是借助于可再生的单一或复合金属氧化物与硫化氢或其它硫化物的反应来完成的。

通过对元素周期表各种元素的基本分析,认为可能用于高温脱硫的金属元素有28种,并从28种元素中又筛选出11种。

在温度400- 1200℃内可用作脱硫剂的金属元素有:Fe、Zn、Mn、Mo、V、Ca、Cu和W。

在过去二十多年中,人们对许多金属氧化物或复合金属氧合物作为高温脱硫剂进行了研究,其中有氧化铁、氧化锌、氧化铜、氧化钙、铁酸锌、钛酸锌以及近年来出现的第二代脱硫剂氧化铈等。

它们脱硫的总体反应式可以表示为:另外,由于煤气中含有H2、CO等还原性气体,金属氧化物可能先被还原:考虑再生气体产物SO2的浓度远高于未净化前煤气中硫化氢的浓度,可以通过硫回收制造硫酸或生成单质硫,这样不仅可以有效地利用资源也可弥补脱硫费用。

煤气化产生的燃料气中主要含有CO、H2、CO2、H20、N2、H2S、COS等多种气体。

虽然组成复杂,气体成分也有较大差别,但一般都含有约29-40%的氢气和16-65%的一氧化碳,所以说,脱硫剂在运行过程中是处于还原性的气氛中。

脱硫剂的活性成分主要为一些金属氧化物,当其臵于这种还原性气氛中时,会不可避免地发生还原反应。

由于各种煤气的还原性强弱差异,金属氧化物也会因此有不同程度的还原,但还原是否有利于脱硫还不完全清楚。

尤其对于多价态的金属氧化物,如氧化铁,还原到何种程度对脱硫有利目前都还没有确定的答案。

高温下无水的氧化铁完全可以作为活性铁。

但由于在实际的脱硫过程中,氧化铁会因使用气氛不同导致组成变化。

在非还原气氛下为Fe2O3,而在还原性气氛中,Fe203会先被还原为Fe304、FeO或a-Fe,之后再与H2S进行反应。

ZnFe_2O_4高温煤气脱硫剂的还原与硫化

1
引
言
整体煤气化联合循环发电(IGCC)技术是二十一世纪最先进的煤发电技术之一。为保持尽可能高的热效率, 煤气须在高温下进行脱硫(550℃以上), 因此, 高温煤气脱硫是该技术的关键环节[1-2]。高温煤气脱硫技术的发展主要集中在固体金属氧化物脱硫剂的研制上，高温煤气脱硫剂不仅应具备良好的脱硫能力，还要易于再生。目前国外高温煤气脱硫剂的研究主要有铁酸锌(Fe2O3·ZnO)和钛酸锌(ZnO·nTiO2); Grindley, Steinfeld [3]和 Tamhankar [4]等指出铁酸锌的硫化平衡优于 ZnO, 但温度高于 650 ℃会造成组分锌的挥发。尽管钛酸锌比铁酸锌的使用温度高 90℃，但其硫容会因惰性组分钛的加入而降低。在高温煤气脱硫路线上，太原理工大学煤化所提出采用粗脱与精脱相结合的方法。其中，精脱硫采用铁酸锌 (ZnFe2 O4)脱硫剂。本文使用共沉淀法制备了 ZnFe2 O4 脱硫剂，系统考察了还原、硫化过程中各种因素对 ZnFe2O4 脱硫性能的影响，并进行了还原、硫化动力学的初步研究。
H2S 1.07% 0.80% 0.54% 0.27% 80 100
3.3
H2S 浓度对硫化的影响图 4 为不同 H2 S 浓度下 ZnFe2 O4 脱硫剂的硫化热重曲线。H2 S 浓度依次为 1.07%、0.80%、0.54%
和 0.27%(体积百分比)，H2 含量为 30.0% ，其余为 N2 ，硫化温度为 600o C。由图 4 可见, H2 S 浓度与硫化速率成正比。在 H2 S 含量为 0.27%时，热重曲线先降后升的趋势明显，说明存在先还原后硫化过程。 3.4 最大还原与硫化速率图 5 和 6 为程序升温过程中不同 ZnO/Fe2 O3 样品还原与硫化的 dX/dT 曲线。还原时 H2 含量为 30%，其余为 N2 。硫化时 H2 S 浓度为 0.54% ，H2 为 30% ，其余为 N2 。从图上看，不同 ZnO/Fe2O3 样品均是在 450o C 左右出现最大还原转化率，300o C 以下基本无还原反应发生。在 300o C 左右，出现了最大硫化速率，在 200o C 以下，硫化速率较低。Y4 反应速率高于 Y5 和 Y1。Fe2 O3 与 H2 S 反应的速率要高于 ZnO，因此含 Fe2 O3 多的 Y4 硫化速率高于 Y1 和 Y5。从样品晶体结构来看， ZnFe2 O4 是尖晶石结构的 Y1 可以溶解一定量 Fe2 O3 而形成固溶体，Zn2+被 Fe3+所取代，为保持晶体结构的电中性，在正常占

一种高温煤气复合氧化物脱硫剂及制备[发明专利]

专利名称：一种高温煤气复合氧化物脱硫剂及制备
专利类型：发明专利
发明人：应幼菊,步学朋,戢绪国,邓一英,王鹏,张翠清,文芳,边文,忻仕河,巩志坚,彭万旺,李文华,徐振刚,刘玉华,杜
铭华
申请号：CN200410047891.2
申请日：20040621
公开号：CN1712500A
公开日：
20051228
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明涉及一种高温煤气复合氧化物脱硫剂及制备，属于气体净化及脱硫剂制备领域。

该脱硫剂由活性组分33％～50％氧化锌与多种添加剂如31％～51％的二氧化钛等组成，具有反应性好、脱硫效率高、硫容高、耐磨、再生性能好等特点。

其活性组分须经特殊的工艺处理而成，添加剂由活性稳定剂、表面改性剂、强度增强剂、再生促进剂、复合粘结剂等组成。

制备过程包括：活性组分和添加剂混合、研磨、捏合、成型、放置、烘干、整粒,整粒后的脱硫剂在850～1060℃高温炉中煅烧一定时间即得脱硫剂。

该脱硫剂适用于固定床、流化床、气流床脱硫反应器，脱硫温度400～650℃。

可用于整体煤气化联合循环发电、煤气化燃料电池及化工等行业的煤气或合成气高温脱硫。

申请人：煤炭科学研究总院
地址：100013 北京市朝阳区和平里青年沟东路5号
国籍：CN
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高温煤气脱硫剂金属氧化物间的相互作用

作者:朱永军
学位授予单位:太原理工大学
1.宋宝英.李钢.王杰用海绵铁制备脱硫剂的试验研究[会议论文]-2003
2.魏昭荣.何知宇.高德友.唐世红粉煤灰专用高效除硫剂的研究[期刊论文]-粉煤灰综合利用2005(6)
3.刘雪锋煤中氟的迁徙演化行为及含硫大分子结构的研究[学位论文]2009
4.王伟.贾俊芳.张利敏.吴树新.WANG Wei.JIA Jun-fang.ZHANG Li-min.WU Shu-xin纳米氧化锌脱硫剂的制备及脱硫性能研究[期刊论文]-唐山师范学院学报2008,30(5)
5.吴霞.Wu Xia超纯铁精矿粉制备还原铁粉碳还原过程试验研究[期刊论文]-矿业快报2006,25(3)
6.齐景丽.张文慧.徐春明.周林CuO脱硫剂的制备与筛选[会议论文]-2005
7.朱应军.郑明东炼焦用精煤中硫形态的XPS分析方法研究[期刊论文]-选煤技术2010(3)
8.寇雨成.汤寅波.徐和平.王世俊.KOU Yu-cheng.TANG Yin-bo.XU He-ping.WANG Shi-jun白云石基脱硫剂的热力学研究[期刊论文]-安徽工业大学学报(自然科学版)2011,28(1)
太原理工大学
硕士学位论文
高温煤气脱硫剂金属氧化物间的相互作用
姓名:***
申请学位级别:硕士
专业:物理化学
指导教师:***
20080501
高温煤气脱硫剂金属氧化物间的相互作用
9.赵有生.上官炬.余春氧化锌脱硫剂研究进展[会议论文]-2008
本文链接:/Thesis_Y1306599.aspx

不同方法制备氧化锌高温煤气脱硫剂的原位再生动力学

CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS 2017年第36卷第8期·2994·化工进展不同方法制备氧化锌高温煤气脱硫剂的原位再生动力学冯宇，史磊，张赛赛，武蒙蒙，米杰（太原理工大学，煤科学与技术教育部与山西省重点实验室，山西太原 030024）摘要：分别采用室温固相法和均匀沉淀法原位制备氧化锌脱硫剂前体，并在热天平装置上研究了再生温度及反应中氧气浓度对氧化锌高温煤气脱硫剂的原位再生行为的影响。

采用收缩核模型对脱硫剂前体氧化再生过程的动力学进行了描述，并计算其反应级数及表观动力学参数，结果表明：脱硫剂原位再生的过程中动力学控制步骤发生了转移，当再生转化率低于80%时，再生反应主要为表面化学反应控制阶段；当再生转化率高于85%时，再生反应主要是颗粒内扩散控制。

室温固相法和均匀沉淀法所制备脱硫剂的表观化学反应速率常数的指前因子k s0分别为4.45m/s 、1.01m/s ，化学反应活化能E a 分别为43.12kJ/mol 、65.76kJ/mol ，有效扩散系数因子D e0分别为5.42×10–2m 2/s 、1.29×10–3m 2/s ，内扩散表观活化能E p 分别为38.38kJ/mol 、43.29kJ/mol 。

此外，通过表征发现均匀沉淀法制备的脱硫剂内部活性组分更加分散、粒径更小、孔隙发达，提高了脱硫剂的再生性能。

关键词：室温固相法；均匀沉淀法；氧化锌脱硫剂；原位；再生动力学中图分类号：TQ02 文献标志码：A 文章编号：1000–6613（2017）08–2994–08 DOI ：10.16085/j.issn.1000-6613.2017-0118Kinetics study of zinc oxide sorbent prepared by different methods for hotcoal gas desulfurizationFENG Yu ，SHI Lei ，ZHANG Saisai ，WU Mengmeng ，MI Jie（Key Laboratory of Coal Science and Technology of Shanxi Province and Ministry of Education ，Taiyuan University ofTechnology ，Taiyuan 030024，Shanxi ，China ）Abstract ：In this paper the different methods ，such as ambient solid-state method and homogeneous precipitation method ，were used to prepare the precursor of zinc oxide sorbent. The effects of reaction temperature and oxygen concentration on the in-situ regeneration of zinc oxide sorbent were investigated on the thermal balance device. Shrinking core model was employed to describe the kinetics of in-situ regeneration process of the precursor. The result showed that when the regeneration conversion rate was less than 80%，the regeneration reaction was mainly controlled by surface chemical reaction. When the regeneration conversion rate was higher than 85%，the regeneration reaction was mainly controlled by intra-particle diffusion. According to Arrhenius equation ，the pre-exponential factors and activation energies of chemical reaction of the apparent reaction rate constant were 4.45m/s ，43.12kJ/mol for ambient solid-state method and 1.01m/s ，65.76kJ/mol for homogeneous precipitation method ，respectively. The effective diffusivity factor and apparent activation energy of internal diffusion of the ambientsolid-state method were 5.42×10–2m 2/s and 38.38kJ/mol ，and those of homogeneous precipitation method were 1.29×10–3m 2/s and 43.29kJ/mol ，respectively.Key words ：ambient solid-state method ；homogeneous precipitation method ；zinc oxide sorbent ；in-situ ；regeneration kinetics第一作者：冯宇（1991—），男，博士研究生。

《SBA-15负载锌基氧化物的煤气脱硫与再生行为研究》范文

《SBA-15负载锌基氧化物的煤气脱硫与再生行为研究》篇一一、引言随着工业化的快速发展，煤气脱硫技术已成为环境保护和能源利用领域的重要课题。

SBA-15作为一种具有高比表面积和有序孔道结构的介孔材料，其负载锌基氧化物在煤气脱硫领域的应用备受关注。

本文旨在研究SBA-15负载锌基氧化物的煤气脱硫性能及其再生行为，以期为实际应用提供理论依据。

二、材料与方法1. 材料准备本研究所用材料主要包括SBA-15、锌基氧化物以及煤气。

SBA-15购自商业渠道，锌基氧化物通过适当的化学方法制备。

2. 实验方法（1）SBA-15负载锌基氧化物的制备采用浸渍法将锌基氧化物负载于SBA-15上，制备出SBA-15负载锌基氧化物的复合材料。

（2）煤气脱硫实验将制备的复合材料用于煤气脱硫实验，通过监测脱硫过程中硫含量的变化，评估其脱硫性能。

（3）再生行为研究对脱硫后的复合材料进行再生处理，观察其再生效果及再生后脱硫性能的变化。

三、结果与讨论1. 煤气脱硫性能实验结果表明，SBA-15负载锌基氧化物的复合材料具有优异的煤气脱硫性能。

其脱硫效率高，且在较宽的温度和压力范围内表现出良好的稳定性。

这主要归因于SBA-15的高比表面积和有序孔道结构，有利于锌基氧化物的分散和反应物的传输。

2. 再生行为研究经过再生处理的复合材料，其脱硫性能得到恢复。

在适当的再生条件下，复合材料的结构得到保持，锌基氧化物活性得到恢复。

然而，多次再生后，由于锌基氧化物的损失和SBA-15结构的部分破坏，脱硫性能会有所下降。

因此，需要寻找更有效的再生方法以提高复合材料的循环使用性能。

四、结论本研究表明，SBA-15负载锌基氧化物的复合材料在煤气脱硫领域具有广阔的应用前景。

其高脱硫效率和良好的稳定性为实际应用提供了有力支持。

同时，对其再生行为的研究为提高复合材料的循环使用性能提供了思路。

然而，仍需进一步研究更有效的再生方法以延长复合材料的使用寿命。

未来可进一步探索其他金属氧化物与SBA-15的复合材料在煤气脱硫领域的应用，以期实现更高的脱硫效率和更好的循环使用性能。

《锌基有序介孔高温煤气脱硫剂性能稳定性及动力学研究》范文

《锌基有序介孔高温煤气脱硫剂性能稳定性及动力学研究》篇一一、引言随着工业化的快速发展，高温煤气脱硫技术已成为环境保护和能源利用领域的重要研究方向。

在众多脱硫剂中，锌基有序介孔材料因其具有较高的脱硫活性、良好的稳定性和较易的再生性等特点，成为研究的热点。

本文针对锌基有序介孔高温煤气脱硫剂的性能稳定性及动力学进行研究，以期为实际应用提供理论支持。

二、锌基有序介孔高温煤气脱硫剂锌基有序介孔高温煤气脱硫剂是一种新型的脱硫材料，其以锌氧化物为主要成分，通过有序介孔结构的设计和制备，提高了脱硫剂的表面积和孔隙率，从而增强了其脱硫性能。

此外，该脱硫剂还具有良好的热稳定性和化学稳定性，能够在高温和高硫环境下长期稳定运行。

三、性能稳定性研究1. 实验方法为研究锌基有序介孔高温煤气脱硫剂的性能稳定性，我们采用高温煤气模拟实验系统进行实验。

该系统能够模拟实际工业生产过程中的高温、高压和高硫环境，为研究脱硫剂的稳定性提供了良好的实验条件。

2. 实验结果与分析通过实验，我们发现锌基有序介孔高温煤气脱硫剂在高温、高压和高硫环境下表现出良好的稳定性。

在连续运行数月后，其脱硫性能仍能保持较高的水平。

这主要归因于其有序的介孔结构和稳定的化学性质。

此外，我们还发现该脱硫剂具有良好的再生性能，经过再生处理后，其脱硫性能可恢复至初始水平。

四、动力学研究1. 实验方法为研究锌基有序介孔高温煤气脱硫剂的动力学特性，我们采用动力学模型和实验数据相结合的方法进行分析。

通过改变反应温度、气体流速和硫含量等条件，研究脱硫反应的动力学过程。

2. 实验结果与分析根据实验结果，我们得出锌基有序介孔高温煤气脱硫剂的脱硫反应符合一级反应动力学模型。

在一定的温度范围内，反应速率随温度的升高而增大。

此外，气体流速和硫含量对反应速率也有显著影响。

流速适中时，反应速率较高；硫含量越高，反应速率也越大。

这为实际生产过程中优化操作条件和提高脱硫效率提供了重要的理论依据。

中温氧化锌脱硫反应原理

中温氧化锌脱硫反应原理中温氧化锌脱硫是一种常见的脱硫方法，其原理是利用氧化锌在中温下与硫化物发生反应，将硫化物转化为硫酸盐，从而实现脱硫的目的。

这种脱硫方法被广泛应用于工业中，尤其是在煤炭、石油、天然气等能源领域。

中温氧化锌脱硫的反应原理可以概括为以下几个步骤：1. 氧化锌的形成：在脱硫系统中加入适量的氧化锌（ZnO）作为脱硫剂。

当氧化锌与空气中的氧气发生反应时，生成二氧化锌（ZnO2）。

这个步骤为反应提供了必要的氧化剂。

2. 硫化物的氧化：硫化物是脱硫的主要目标物质，包括硫化氢（H2S）、二硫化碳（CS2）等。

在中温下，氧化锌与硫化物发生氧化反应，生成硫酸盐和锌硫化物。

反应方程式如下所示：ZnO + H2S → ZnS + H2OZnO + CS2 → ZnS + CO2通过这一步骤，硫化物被氧化为硫酸盐，从而实现了脱硫的效果。

3. 硫酸盐的生成：在反应过程中，生成的硫酸盐会溶解在脱硫液中。

硫酸盐可以溶解在水中，形成硫酸根离子（SO42-）。

这些溶解的硫酸盐可以被排出系统，从而实现了脱硫的目的。

4. 锌硫化物的生成：在氧化锌与硫化物发生反应的过程中，也会生成锌硫化物（ZnS）。

锌硫化物是一种固体物质，会沉积在脱硫系统中。

这些沉积的锌硫化物需要定期清除，以维持脱硫系统的正常运行。

中温氧化锌脱硫反应原理的核心是利用氧化锌与硫化物发生氧化反应，将硫化物转化为硫酸盐。

这种脱硫方法具有操作简单、效率高、成本低等优点，因此得到了广泛应用。

然而，也要注意处理好生成的硫酸盐和锌硫化物，以避免对环境造成污染。

值得一提的是，中温氧化锌脱硫反应原理是一种常见的脱硫方法，但并不是唯一的方法。

根据实际情况和需求，可以选择其他脱硫方法，如湿法脱硫、干法脱硫等。

不同的脱硫方法具有各自的特点和适用范围，需要根据具体情况进行选择。