ZnFe2O4高温煤气脱硫剂的还原与硫化
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。
煤气高温脱硫的实验研究
ＢＡＯ ｏ ｈ ｎ ＧＵＯ ｈｕ ｑｉｎ ＺＨＡＮＧ －ａ Ｇｕ － ａ ｇ， Ｓ － ａ ｇ， Ｙｉｆ ｎ， ＤＩ 高煤 清洁转化利用效率 的关 键技 术． 该研究开发 了锰基 的中高温脱 硫剂 ， 固定床反 并在
应器 中考察 了烧结温度 、 硫化 温度 、 化气 氛 以及进 口硫化 氢浓 度对 脱硫 剂脱 硫性 能 的影 响． 硫 实验 结果 表 明， 在
ｌ ０ 下烧结后的脱硫剂 有较 好 的机 械 强 度 和脱 硫性 能 ， ０ｏ １ Ｃ 脱硫 精 度 最 高可 达 ２ ０ 脱 硫 剂 在硫 化 温 度为 ×１ ～．
ｓｒ ｎ ｔ ｔｅ ｇｈ．Ｄｅ ｕｆ ｒｚ ｔｏ ｆｔｅ ｓ ｒ ｎ ｅ ｏ ｅ ｔ７ ０ ｏ ｓｓ ｏ ｏ ｈ ｖ ｈ ｅ ｔｐ ｒｏ ａ ｃ ｓ ｌ ｉａｉｎ ｏ ｏ ｂｅ ｔｐ ｒ ｒ ｄ ａ ０ Ｃ ｗａ ｈ ｗｎ ｔ ａ ｅ ｔ ｅ ｂ ｓ ｅ ｒ ｎ ｅ，ａ ｄ ｕ ｈ ｆ ｍ ｆ ｍ ｎ ｓ ｌｕ ａ ａ ｉｙ ｗａ １． ｕ ｆ ｒｃ ｐ ｃｔ ｓ ３ ８％ ． Ｈ２ ｏ ｃ ｎ ｒ ｔ ｎ ｉ ｈｅ ｏ ｌ ｔｇ ｓｆｏ ｒ ａ ｔｒｉ ｃ ｅ ｓ ｄ ｗｉ ｅ ｐ ｅ ｅ ｅ Ｓ ｃ ｎ ｅ ｔａ ｉ ｎ ｔ ｕｔ ａ ｒｍ ｅ ｃｏ ｎ ｒ ａ ｅ ｔ ｔ ｒ ｓ ｎｃ ｏ ｅ ｈｈ ｏ ｆＣＯ２ｔ ａ ｎ ｒ ａ ｅ ｈ ｘ ｇ ｎ ｐ ｔｎ ｉ１ ｈ ｔｉ ｃ ｅ ｓ ｄ ｔ ｅ ｏ ｙ ｅ ｏｅ ｔａ ．Ｔｈｅｃ ｎ ｅ ｔａ ｉｎ ｏ Ｓ ｉ ｈ ｕ ｌｔｉ ｃ ｅ ｓ ｄ ｆｏ ２ ×１ ｏ ｃ ｎ ｒ ｔ ｆＨ２ ｎ ｔ ｅ ｏ ｔ ｎ ｒ ａ ｅ ｒ ｍ ｏ ｅ ０一 ｔ ０ ×１ ｏ２ ０～ ｗｈ ｎ ＣＯ２ｃ ｎ ｅ ｎ ｒ ａ ｅ ｏ ０％ ｔ ５ ｅ ｏ ｔｎｔｉ ｃ ｅ ｓ ｄ ｆ ｍ ｒ ｏ４． ３％ ．Ｔ ｅ ｄ ｓ ｆ ｒｚ ｔ ｎ ｐ ｅ ｉｉ ｎ ｄｉ ｏ ａ ｙ ｈ ｅ ｕｌ ｉａｉ ｒ ｃ ｓｏ ｄ ｎ ｔｖ ｒ ｕ ｏ ｗｉｈ ｔ ｅ ｉ ｃ ｅ ｓ ｏ ｎ ｔａ ｏ ｅ ｔａ ｉｎ，ｗｈ ｌ ｈ ｄ ｒ ｔｏ ｆ ｔ ｅ ｒ ａ ｔ ｒ ｕ ｈ ｅ ｉｄ Ｗａ ｕ ｔ ｈ ｎ ｒ ａ ｅ ｆ ｉｉｉ Ｈ２ ｃ ｎｃ ｎ ｒ ｔ ｌ Ｓ ｏ ｉ ｔ ｅ ｕ ａｉｎ ｏ ｈ ｂ ｅ ｋ ｈ ｏ ｇ ｐ ｒｏ ｓ ｃ ｔ ｅ ｓ ｏ ｔｒ ｈ ｒｅ ． Ｋｅ ｒ ｙ ｗｏ ｄｓ：ｍａ ｇ ｎｅ ｅ ｂ ｓ ｄ ｓ ｒ ｎ ；ｈ ｔｇ ｓ ｅ ｕ ｆ ｒｚ ｔ ｎ ｐ ｒｏ ａ ｃ ｎ ａ ｓ － ａ ｅ ｏ ｂｅ ｔ ｏ ａ ；ｄ ｓ ｌｕ ｉａ ｉ ｅ ｒ ｎ ｅ ｏ ｆ ｍ
氧化铈高温煤气脱硫剂的还原与硫化
但 是它 的还 原 产 物 Ｃ Ｏｎ １ ５ ＜ ２ 却 与 加 ｓ有 ∞ ｅ （ ． ＜ ） Ｈｚ ∞ ∞
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较 大 的 亲 和力 。 然 由 于实 验 条 件 的 限制 ， ｅ 的 虽 Ｃ Ｏ。
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还 原 不 可 能 达 到 完 全 彻 底 ， 是 即使 是 Ｃ Ｏｚ的部 但 ｅ 分还 原 ， 也能 使 Ｃ Ｏ ｅ 脱硫 剂 的脱 硫 精 度 得 到 明显
表 ２ 实验 条 件 的选 择
Ｔａ ｅ ２ Ｒｅ ｃ ｉ ｏｎｄｔｏ ｂｌ ａ ｔｏｎ ｃ ｉｉｎ
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 ７ ０℃和 ８ ０℃的脱硫 剂相 比有 ０ ０
明显 差异 ， 但煅烧 温 度为 ７ ０ Ｃ和 ８ ０℃的脱硫 剂 ， ０ ０
＊ 国家 重 大 基 础 研 究 发 展 规 划 项 目 ９３子 课 题 （ ９ ９２ １４ １． ７ Ｇ１ ９０ ２０ — ）
１ 程 师 ， 士 生 ；）博 士 生 。 原 理 工 大 学 煤 化 所 。３０ ４太 原 ；）教授 、 士 生导 师 。 国海 洋 大 学 化 学 化 工 学 院 。６ ０ １山东 青 岛 ；） ）工 硕 ４ 太 ００２ ２ 博 中 ２６７ ３
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 ２ ５页 图 １ 将 准确 称 量 的正 圆 柱 ． 体脱 硫 剂 ２ ０ｍＬ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 ３ ｎ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 Ｇ Ｃ一９ ０型气相 色 ２ 谱 仪． 中 出 口的 Ｈ。 其 ｓ浓 度 （ ～ ５ ０ １ ） 用 ０ ０× ０ 使
复合ZnO高温煤气脱硫剂的物相_还原及硫化行为
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
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
Ｆｇ３ ｆ ｃ ｏ ｖｒ ｕ ｓｌｄｔｎ ｐｒ ｕｅ ｉ Ｅｆ ｔ ａｉ ｓ ｆ ａｏ ｔ ｅ ｔｒ ． ｅ ｆ ｏ ｕ ｉ ｉ ｅ ａ ｍ
ｏ ｓ ｌｄｔ ｎ ｉｅｃ ｎ ｆ ａｉ ｅｆ ｉ ｙ ｕ ｉ ｏ ｆｃ ｎ
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Ｇ Ｃ ） Ｇ Ｃ 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 ＩＣ Ｇ Ｃ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 ， ６ ０在马弗炉中于 ３０ Ｃ （ Ｏ ） ＂ ， ， Ｈ ４
℃的温度下恒温热解 １ ｈ ｓ 得到活性的Ｃ０ ５ 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
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。
2021年新高考江苏化学高考真题
2021年江苏省普通高中学业水平选择性考试·化学一、单选题。
1.黑火药是中国古代四大发明之一，其爆炸反应为2KNO 3+S+3C K 2S+N 2↑+3CO 2↑。
下列说法正确的是()A.黑火药中含有两种单质B.爆炸时吸收热量C.反应中S 作还原剂D.反应为置换反应2.反应Cl 2+2NaOH NaClO+NaCl+H 2O 可用于制备含氯消毒剂。
下列说法正确的是()A.Cl 2是极性分子B.NaOH 的电子式为Na O H C.NaClO 既含离子键又含共价键D.Cl -与Na +具有相同的电子层结构3.下列由废铜屑制取CuSO 4·5H 2O 的实验原理与装置不能达到实验目的的是()A.用装置甲除去废铜屑表面的油污B.用装置乙在加热的条件下溶解废铜屑C.用装置丙过滤得到CuSO 4溶液D.用装置丁蒸干溶液获得CuSO 4·5H 2O4.下列有关物质的性质与用途不具有对应关系的是()A.铁粉能与O 2反应，可用作食品保存的吸氧剂B.纳米Fe 3O 4能与酸反应，可用作铁磁性材料C.FeCl 3具有氧化性，可用于腐蚀印刷电路板上的CuD.聚合硫酸铁能水解并形成胶体，可用于净水5.前4周期主族元素X 、Y 、Z 、W 的原子序数依次增大，X 是空气中含量最多的元素，Y 的周期序数与族序数相等，基态时Z 原子3p 原子轨道上有5个电子，W 与Z 处于同个主族。
下列说法正确的是()A.原子半径：r (X)<r (Y)<r (Z)<r (W)B.X 的第一电离能比同周期相邻元素的大C.Y 的最高价氧化物对应水化物的酸性比Z 的强D.Z 的简单气态氢化物的热稳定性比W 的弱阅读下面的材料，回答第6~8题。
N 2是合成氨工业的重要原料，NH 3不仅可制造化肥，还能通过催化氧化生产HNO 3；HNO 3能溶解Cu、Ag 等金属，也能与许多有机化合物发生反应；在高温或放电条件下，N 2与O 2反应生成NO，NO 进一步氧化生成NO 2。
稀土氧化物高温煤气脱硫剂
稀土氧化物高温煤气脱硫剂1.选题理由能源是人类赖以生存和发展的基础，随着人们环保意识的提高，人类对能源的洁净利用日趋重视。
发生炉煤气作为我国煤炭的一种洁净利用方式，在我国的化工、建材、机械、玻璃、耐火等行业被广泛的利用。
然而煤气中的一些有害物质燃烧后对环境造成了很大的污染，例如含氮物质和含硫物质。
煤气中的硫绝大部分是以H2S的形式存在，燃烧生成的SO2是酸雨的主要源头。
同时在使用中硫化氢会引起催化剂中毒, 导致生产成本增加和产品质量下降。
所以，发生炉煤气中H2S的脱除对环保有着重要的意义。
中国是一个富煤、贫油、少气的国家。
煤炭为全国80%以上的电力生产提供了燃料，提供了85%以上的化工原料，大约80%以上的煤炭作为燃料消耗。
在过去几十年，煤炭对支撑中国经济发展起了不可忽略的重要作用，但同时，以煤为主的一次能源结构以及传统的用煤技术造成的排放和污染一直是我国大气污染治理的重点。
中国百分之七十以上的二氧化硫排放和百分之五十以上的烟尘都与燃烧煤炭有关。
因此，发展煤炭清洁利用技术对中国转变经济发展方式具有重要意义。
整体煤气化联合循环发电(IGCC)技术是当今煤洁净、高效利用的最佳途径。
但是，煤在气化过程中会产生大量的硫化物，其中硫化氢占到90%以上。
这些含硫化合物在高温下会腐蚀设备，同时燃烧后产生的SO2造成环境污染。
在高温下将这些含硫化合物脱除是IGCC的关键技术之一。
按脱硫产物的干湿形态煤气脱硫可以分为干法和湿法两种。
目前湿法脱硫技术主要有石灰石/石灰洗涤法、双碱法、氨吸收法、磷铵法和海水法等。
湿法烟气脱硫技术以其脱硫效率高、适应范围广、钙硫比低、技术成熟、副产物石膏可做商品出售等优点成为世界上占统治地位的烟气脱硫方法。
但由于湿法烟气脱硫技术具有投资大、动力消耗大、占地面积大、设备复杂、运行费用和技术要求高、能源浪费且产生二次污染等缺点，所以限制了它的发展。
干法煤气脱硫主要是应用单一或者复合金属氧化物在300 ℃～900 ℃条件下与H2S反应生成硫化物与水的过程。
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。
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。
ZnFe2O4
怡者■舟；朴璋锰 （ ７－ １ ２） ９ ．女． 辽宁＾． 暑津大学博 士生 ．
维普资讯
高 技
０ ｅ 舌 ＿矗
化
学
工 程
学 报
２０ 年 ２月 ０２
｝ Ｓ 日ｇ ｚ
下样 品再 生率 曲线 及再 生后 二次硫化 活性 曲线 。再生 气氛 为 ：Ｏ 含 量 ２０ ｖ １， ２ ．％（Ｏ） 为 ９ ．％（ｏ） ｉ ¨ 叭 ０ ８ ！ １ Ｏ ｖ们 。 ｉ ¨ ¨ 叭０ 从图中看出，再生率与再生温度成正 比，但二次硫化活性却不 同于再生率。８０Ｃ下再生率最高，但 ０。 二 次硫 化反 应活性 却是 最低 的，这是 由于 ８０Ｃ 下再 生温 度高 ．烧结严 重 ，对 脱硫剂孔 结构 破坏性 ０￣ 较 大 ，其 二次硫 化活性 在三 个再生 温度 中最低 。７０Ｃ 下再 生 ，样 品再生率较 高 ，再生较 完全 ，同时 ０￣ 二 次硫化 活性很 高 。５０Ｃ 下再生不完 全 实 验结果 反映 出 ，７０Ｃ对 Ｚ Ｆ ０。 ０。 ｎ ｅＯ 脱硫 剂 的重 复使用是
ｄｅ ｕ ｆ ｉ ｅ ｔ ｆｅ ｅ ｔ ｓＬ ｕｒｚ ｒ ａ ｄｉ ｒ ｎ ｐ ｍ ｔｒ ｕｅ
。
圈 ２ 不同温度下 ｚ ｑ 脱硫剂再生后硫化热重血线 一 一 ｕ 矗 ｝％ ０日 目 口 占
适 宜 的再 生温 度
２
４
５
７
１ ０
１ ５
２ ０
２ ５
０
∞
１０ ０
Ｔｉ ｅ ｍ ￣ｍｉ ｎ
＿ ｝ ０ 目Ｓ 旦 矗 翟
Ｔｉ ｅ ｍ ，ｍ ｌ ｎ
图 １ 不 同温 度 下 Ｆ 脱 硫剂 再 生 热 重 曲线 ｃ
Ｆ ８ Ｉ Ｔｈ ｒ ｇ ａ ｉ Ｗｌ ｌ ｖ ｓｏ ｅ ｅ ｅ ｔｏ ｆ 叭 ％Ｏ‘ ｉ ． ｅ ｍｏ ｒ ｖ ｍｅ ｃ ｃＬ ｅ ｆｒ ｇ ｎ ｒ ｉ ｎ ｏ Ｚｎ ｒ ａ Ｆ
高温煤气铁系脱硫剂的研究
ABSTRACT T he t echnolo gy of sulfur remo val at hig h t emper at ures f rom the f uel gas deliver ed fr om coal can be used in t he IGCC( put det ailed wo rds f or IGCC here) process. Ho wever, signif icant part of t he desulfurizer g ranules has been broken into pieces during sul fidat ion/ regeneratio n, leading t o improper use o f t he desulf urizer and t heref ore, poor ef ficiency of desulf urizat ion. T o solv e t his pr oblem , t his st udy develops a new pr ocedure t o pr epare t he desulfurizer g ranules fr om the r ed mud f rom iron and st eel plant s by adding dif ferent act ive component s and st ruct ure axillaries. T he new g ranules hav e not been bro ken af t er 10 cycles. Nevert heless, t he st reng th became even larger af ter use and t he high act ivity of sulfur remo val maint ained. T he accumulative sulf ur capacit y of t he desulf urizer is as high as 196. 98% for 10 cy cles. T his st udy pr ovides r eliable data fo r t he scaling -up o f the desulfurizer product ion.
脱硫剂还原操作方法
脱硫剂还原操作注意事项
目前农村户用沼气一般采用的脱硫剂是氧化铁（Fe2O3），由于沼气脱硫器中的脱硫剂容量有限，使用六个月以后的脱硫剂就达到了饱和状态（脱硫剂呈现黑色），脱硫的效果越来越低。
这时脱硫剂须倒出在空气中自行氧化还原。
一、前期准备工作及注意事项：
1、准备好外运脱硫剂的工具（推车1个、平锹两把）；
2、脱硫剂倒出后应放在水泥地面或铁板上，凉晒的脱硫剂不能积堆，要薄层散
放。
严禁放在塑料制品、木板以及易燃物品上，避免燃烧引起火灾；
3、放在阴凉、自然通风的地方，严禁放在阳光下暴晒、雨淋；
4、准备好自来水管、灭火器等，以防着火；
5、一般需三个操作，越快越好，一般需在10分钟内清出罐内的脱硫剂。
二、操作方法：
1、关闭要置换脱硫罐的进出口阀门。
2、两人在短时间内打开脱硫罐正面的出料孔上面的盲板。
3、避免罐内的脱硫剂散落积盖在塑料的管路上。
4、及时运走地下、和罐内的脱硫剂。
5、一边清运，一边用手试罐内脱硫剂的温度，温度高，要用水及时降温。
6、一般需要凉晒4天，然后过筛装代放置或放入硫脱器内。
7、脱硫剂重新装回净化器内时只装颗粒，严禁将脱硫剂粉末装回，防止粉末随管道流通进入灶具喷嘴，引起堵塞。
同时应补足缺失的脱硫剂。
8、在安装脱硫器盲板时，一定要保证不漏气。
三、说明：
1、不可贪图便宜随意购买质量没有保障的脱硫剂。
2、不可为节约成本无限次的还原再生脱硫剂。
3、到期一定要及时更换脱硫剂。
4、脱硫剂一般只能再生重复使用两次。
煤气脱硫氧化铁法的原理是
煤气脱硫氧化铁法的原理是煤气脱硫氧化铁法是一种常见的煤矿煤气脱硫方法，其原理是利用氧化铁对煤气中的硫化物进行氧化和吸附，从而达到脱硫的目的。
以下将就该方法的原理进行详细阐述。
1. 氧化铁对硫化物的氧化作用：在煤气中存在着硫化氢(H2S)、二硫化碳(CS2)、甲硫醇(CH3SH)等硫化物，这些硫化物是煤矿煤气中主要的有害成分之一。
煤气脱硫氧化铁法通过将硫化物氧化为硫酸根离子(SO42-)来实现脱硫。
氧化铁是一种良好的氧化剂，它能够与硫化物反应生成硫酸根离子。
2. 氧化铁的吸附作用：除了具有氧化作用外，氧化铁还能够吸附硫化物，从而从煤气中去除。
吸附是指一种物质与另一种物质之间的偏聚作用，通过吸附作用，氧化铁能够将硫化物分子吸附在其表面上，从而实现脱硫。
3. 反应过程中的协同作用：在煤气脱硫氧化铁法中，氧化铁的氧化作用和吸附作用同时进行。
当煤气通过含有氧化铁的反应器时，硫化物首先被氧化成硫酸根离子，然后被氧化铁吸附，同时新的硫化物继续氧化和吸附。
这种协同作用能够有效提高脱硫效率。
4. 氧化铁的再生：随着反应的进行，氧化铁表面上的硫化物逐渐增多，吸附性能降低。
为了保持脱硫效果，需要对氧化铁进行再生。
再生过程一般分为氧化和还原两个阶段。
在氧化阶段，氧化铁表面的硫化物被氧化成硫酸根离子或者元素硫。
在还原阶段，将氧化铁暴露在含有还原气体如氢气(H2)或二氧化硫(SO2)的环境中，硫酸根离子或者元素硫被还原成硫化物。
通过反复进行氧化和还原，可以实现氧化铁的再生，从而保持其吸附性能。
总之，煤气脱硫氧化铁法通过氧化铁进行硫化物的氧化和吸附，是一种有效的煤矿煤气脱硫方法。
其原理是利用氧化铁对煤气中的硫化物进行反应和吸附，从而达到脱硫的目的。
此外，通过氧化铁的再生，可以保持其吸附性能，提高脱硫效率。
这种方法在煤矿煤气处理中具有广泛的应用前景。
《锌基有序介孔高温煤气脱硫剂性能稳定性及动力学研究》
《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课题。
在众多的脱硫技术中，锌基有序介孔材料因其高效、稳定的脱硫性能备受关注。
本文将就锌基有序介孔高温煤气脱硫剂的性能稳定性及动力学展开深入研究，旨在为该类材料的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，通过特殊的制备工艺，形成具有有序介孔结构的材料。
该材料具有较大的比表面积和良好的孔道结构，有利于硫化物的吸附和脱除。
三、性能稳定性研究1. 实验方法本部分实验采用高温煤气模拟实验系统，对锌基有序介孔高温煤气脱硫剂进行长时间的高温暴露实验，观察其脱硫性能的变化。
同时，通过XRD、SEM、BET等手段对脱硫剂进行表征，分析其结构变化。
2. 实验结果与讨论实验结果表明，锌基有序介孔高温煤气脱硫剂在长时间的高温暴露下，仍能保持较高的脱硫性能。
XRD、SEM、BET等表征结果表明，脱硫剂的结构在高温下基本保持稳定，未出现明显的结构坍塌或失效现象。
这表明锌基有序介孔高温煤气脱硫剂具有良好的性能稳定性。
四、动力学研究1. 实验方法本部分实验采用动力学实验方法，研究锌基有序介孔高温煤气脱硫剂的脱硫反应动力学。
通过改变反应温度、硫化物浓度等条件，观察脱硫反应的速率变化，并建立相应的动力学模型。
2. 实验结果与讨论实验结果表明，锌基有序介孔高温煤气脱硫剂的脱硫反应符合一定的动力学规律。
在一定的温度范围内，脱硫反应速率随温度的升高而增大。
此外，硫化物浓度对脱硫反应速率也有显著影响。
通过建立动力学模型，可以更好地理解脱硫反应的机理和影响因素，为优化脱硫工艺提供理论依据。
五、结论本文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了深入研究。
实验结果表明，该类脱硫剂具有良好的性能稳定性，能在长时间的高温暴露下保持较高的脱硫性能。
煤气脱硫催化剂
煤气脱硫催化剂1. 简介煤气脱硫催化剂是一种用于去除煤气中二氧化硫（SO2）的催化剂。
煤气中的二氧化硫是一种常见的污染物，它对环境和人体健康都有害。
煤气脱硫催化剂通过催化反应将二氧化硫转化为无害的硫化氢（H2S），从而实现煤气的净化和治理。
2. 工作原理煤气脱硫催化剂的工作原理是基于催化剂表面上的活性位点。
这些活性位点能够吸附和催化二氧化硫的转化反应。
催化剂通常是由金属氧化物、贵金属或其复合物制成，这些材料具有较高的催化活性和选择性。
煤气脱硫催化剂的反应过程主要包括吸附、催化反应和再生三个阶段。
在吸附阶段，二氧化硫分子被催化剂表面的活性位点吸附。
在催化反应阶段，吸附的二氧化硫与催化剂表面上的活性位点发生反应，生成硫化氢。
在再生阶段，催化剂表面上的硫化物被氧化还原为活性位点，以便进行下一轮反应。
3. 催化剂的选择和设计煤气脱硫催化剂的选择和设计是关键的研究方向之一。
催化剂的选择应考虑以下几个因素：•催化活性：催化剂应具有较高的催化活性，以保证高效的脱硫效果。
•选择性：催化剂应具有较高的选择性，以避免不必要的副反应和产物。
•稳定性：催化剂应具有较高的稳定性，以保证长期运行的可靠性和经济性。
•抗中毒性：催化剂应具有较高的抗中毒性，以抵抗煤气中的杂质和有害物质的影响。
催化剂的设计可以通过以下几个途径来实现：•材料选择：选择具有较高催化活性和稳定性的材料，如金属氧化物、贵金属和其复合物。
•催化剂结构：设计合适的催化剂结构，如纳米材料、多孔材料和复合材料，以增加催化剂的活性和表面积。
•表面改性：通过表面改性或添加助剂来改善催化剂的催化性能和选择性。
4. 应用领域煤气脱硫催化剂广泛应用于以下领域：•煤燃烧：在燃煤电厂和工业锅炉中，煤气脱硫催化剂用于去除煤燃烧过程中产生的二氧化硫，以减少大气污染。
•工业生产：在化工、石油和炼油等工业生产过程中，煤气脱硫催化剂用于净化煤气，保护设备和提高产品质量。
•环境治理：在废气处理和有害气体治理中，煤气脱硫催化剂用于去除煤气中的二氧化硫，以减少对环境和人体健康的危害。
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高 校 化 学 工 程 学 报 Journal of Chemical Engineering of Chinese Universities
No.6 Vol.15 Dec. 2001
文章编号： 1003-9015(2001)06-0546-06
收稿日期 2000-08-27; 修订日期 2001-04-18 基金项目 国家九五科技攻关项目(97-A26-03-02-02); 国家自然科学基金资助项目(29976029 )及国家重点基础研究发展规划项目(G1999022104-1 ) 作者简介: 朴玲钰(1972-), 女, 辽宁人, 天津大学博士生
万方数据
第 15 卷第 6 期
朴玲钰等 ZnFe 2O4 高温煤气脱硫剂的还原与硫化
547
2.2
反应条件 实验使用的气体流量为 700mL⋅ min− 1 样品 10mg 粒度 100~120 目 此条件下已消除了内扩散 升温还原 气氛为 H2 和 N 2 600 硫化, 气氛为体积分百数是 30.0%H2 ,
3
的气氛与含 30.0% H2 的还原结果相差较大 还原反应生成 CO2 的过程中 这个过程需要吸收能量
[5]
H2 与脱硫剂发生反应的过程无需提供轨道杂化能量 , 因此达到相同转化率 虽然 CO 是酸性气体 , 比 H 2 更易于吸附到 ZnO
时 CO 需要更高还原温度 和 Fe2 O3 上
合气的还原程度不及单纯含 30.0% CO 的还原程度 纯含 CO 的气氛下完全
温度对 ZnFe2 O4 脱硫剂硫化性能的影响 of ZnFe2O4 desulfurizer
Fig.1 Effect of temperature on reduction
Fig.2 Effect of temperature on sulfidation
由图可见 化率大于 33% 时
o
还原和硫化速率与反应温度成正比 因此
ZnFe2O4 高温煤气脱硫剂的还原与硫化
朴玲钰 , 李春虎 , 李彦旭 山西 太原 030024) (太原理工大学煤化工研究所与一碳化学与化工国家重点实验室 ,
摘 要 采用共沉淀法制备了 ZnFe2 O4 高温煤气脱硫剂 反应气氛对脱硫性能的影响
o
并在动态热天平上对其还原和硫化行为进行了研究, 分别 在 450 o C 出现 ZnFe2 O4 脱硫剂的最
Bulk-density, g⋅ mL−1 1.29 1.57 BET surface area, m2⋅ g−1 35.13 15.12 Pore volume, mL ⋅ g−1 0.11 0.04 Average pore diameter, Å 7.23 8.55 Median pore diameter, Å 22.17 24.60
600o C 下还原反应进行得最快
经计算
还原转
还原产物中有 FeO 出现 ; 当还原转化率大于 53% 时 但同时也会产生脱硫剂活性组分的损失
还原产物中已有单质 Fe 出现 硫化温度高 650o C 下 最 部分烧结等问题
高于 650 C 时锌的挥发会造成活性组分的损失 利于脱硫反应的快速进行 终转化率大于 1 热反应
高温煤气脱硫剂不仅应具备良好的
目 前 国 外 高 温 煤 气 脱 硫 剂 的 研 究 主 要 有 铁 酸 锌 (Fe2 O 3·ZnO) 和 钛 酸 锌 但其硫容会因惰性组分钛的加入而 其中 精脱 硫化过 系统考察了还原
(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 降低 尽管钛酸锌比铁酸锌的使用温度高 90 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 本文使用共沉淀法制备了 ZnFe2 O 4 脱硫剂 并进行了还原 硫化动力学的初步研究
经混合
挤条
干燥
煅烧后粉碎过
表 1 样品的制备与物性参数 Preparation and physical parameters of ZnFe 2O 4 desulfurizers
BET surface area, m2⋅ g−1 25.55 35.13 31.35 37.20 Pore volume, mL ⋅g−1 0.05 0.11 0.09 0.10 Average pore diameter, Å 23.57 39.17 31.54 30.04 Median pore diameter, Å 9.07 9.23 8.80 8.31
和外扩散的影响 从室温至 600 其余为 N 2 和 H2 S 2.3 应器 实验仪器
实验选用天津大学研制的动态热重热磁天平 程序升温微型加热系统
它由密封记录式自动平衡微量电子天平 气源及其净化系统组成
石英反
数据采集自动平衡记录仪
3
结果与讨论
还原过程使 ZnFe2 O4 脱硫剂生成脱硫活性相 改善了孔结构 提高了脱硫活性 ZnFe2 O4 脱硫剂 表现为 所以还原反应 硫化和还原 (1) 还原过程中 脱硫剂分子中的 O 逐步被 H2 和 CO 结合掉 使孔隙不断变大 气体的扩散阻力减小 在高温煤气脱硫过程中
3.3
H2S 浓度对硫化的影响 图 4 为不同 H 2 S 浓度下 ZnFe2 O 4 脱硫剂的硫化热重曲线 H 2 S 浓度依次为 1.07% 0.80% 0.54% H2 含量为 30.0% 其余为 N2 硫化温度为 600 o C 由图 4 可见 , H2 S 浓度与硫
和 0.27%(体积百分比) 3.4
Conversion, %
-20
1.4 1.2 1 0.8 0.6 0.4 0.2 0 -0.2 -0.4 -0.6 -0.8 0 20 40 60 Time, min 图4
H2S 1.07% 0.80% 0.54% 0.27% 80 100
H2S 浓度对 ZnFe2O4 脱硫剂硫化性能的影响 Fig.4 Effect of H2S concentration on sulfidation of ZnFe2O 4 desulfurizer
因此会发生大孔变窄甚至小孔堵塞的情况
图 1 和 2 为不同温度下 ZnFe2 O4 脱硫剂还原与硫化热重曲线 还原气含 H2 的体积百分数是 30.0% 其余为 N 2
0 -10 Conversion, % -20 -30 -40 -50 -60 -70 -80 0 图1 20 40 Time, min 60 80 450 °C 500 °C 550 °C 600 °C
考察了温度 大还原速率
低于 300 C 还原反应基本不发生
CO 还原能力远不及 H2 ZnFe2 O4 脱硫剂硫化反应速率与温度 H2 S 浓度成正比 300 o C 左右出现 ZnFe2 O4 还原与硫化反应可用等效粒子模型描述 ZnFe2 O4 脱硫剂的还原与硫化反应存在控制段的
脱硫剂的最大硫化速率 转移 关键词 铁酸锌;
20 0 Conversion, %
但 CO 与脱硫剂发生反应的能力却不及 H 2
-40 -60 -80 -100 -120 0 200 400 Temperature, °C 图3 CO 对 ZnFe2O4 脱硫剂还原性能的影响 Fig.3 Effect of CO concentration on reduction of ZnFe2 O4 desulfurizer 600 800 30%H 2 15%H 215%CO 30%CO
高温煤气脱硫剂;
还原; 硫化;
动力学 文献标识码： A
中图分类号: TQ ), 因此 , 高温煤气脱硫是该技术的关键环节[1-2]
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 的热效率 , 煤气须在高温下进行脱硫 (550 脱硫能力 还要易于再生 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
还原温度选择在 600 o C 进行为宜
这是因为反应过程有 FeSX 生成 (其中 X 介于 1 和 2 之间 ) 硫化反应生成致密的 ZnS 闭孔过程 FeS 产物层
ZnFe2 O4 硫化反应是强放
表 2 是本实验中硫化前后样品物理性质变化情况 它们会使气体反应物和固体产 平均孔径变大 即硫化为 因此样品的孔容 比表面积大幅度下降
化速率成正比 在 H 2 S 含量为 0.27% 时 最大还原与硫化速率
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
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 d X /d T 曲线 还原时 H 2 含量为 30% 其余为 N 2
o
硫化时 H 2 S 浓度为 0.54% 硫化速率较低
物理性质的变化反映出 物的扩散阻力增加
万方数据
548
高
校 化 学
工 程
学 报
2001 年 12 月
说明随硫化反应进行
小孔被堵塞
Table 2
大孔变窄
出现平均孔径增加的现象
表 2 样品 Y2 硫化前后物理性质的变化 Physical property of fresh and sulfided Y2 desulfurizer
硫化时 H 2 S 浓度为 0.54%( 体积百分数 )
1.5
Conversion, %
1 0.5 0 -0.5 -1 0
图2
500 °C 550 °C 600 °C 650 °C 20 40 60
Time, min
80
100
120
温度对 ZnFe2 O4 脱硫剂还原性能的影响 of ZnFe2O4 desulfurizer
的还原受反应温度和气氛的影响 失重过程 同时 为" 开孔过程"