化学氧化法脱除石油焦中化合态硫的实验研究
石油焦高温煅烧技术的探讨和实践
Abstract: The paper discusses the inf luence of calcinat ion t emperat ure on t he qual it y of calcined coke. A ccording t o t he status of kiln, real t ime adjust ment of paramet ers w ere made w ith the coupling t echnology of green coke! s volat ile w ith minor element s t o reach calcinat ion temperat ure over 1300 , w hich may only vary w ithin 20 . It get s over 2. 05g/ cm3, t he real density of calcined coke and keeps it steady. Key words:aluminium electrolysis; carbon anode; pet roleum coke; calcination; t emperature
收稿日期: 2009- 09- 15
内部结晶结构, 真比重增大, 导电性和 机械强度提 高。图 1 是温度对延迟焦挥发分含量和失重率的影 响。
图 1 温 度对延迟焦挥发分含量和失重率的影响
1. 2 煅烧温度对结构和真密度的影响 石油焦在煅烧过程中真密度的变化与煅烧温度
持久性有毒物质Fenton体系的高级氧化实验
持久性有毒物质Fenton体系的高级氧化实验一、实验目的(1)了解和掌握PTS的概念、种类及危害。
(2)了解Fenton体系和Co/PMS体系的发展历程。
(3)了解Fenton反应和Co/PMS反应的基本机理--羟基自由基和硫酸根自由基理论。
(4)掌握影响高级氧化法处理废水中PTS类物质的动力学研究方法。
二、实验原理Fenton试剂法是一种高级氧化处理系统,通过一种过滤态的金属Fe2+分解过氧化物H2O2产生高性能的羟基自由基(OH˙),然后利用产生的自由基攻击有机污染物,降解为低毒或者无毒的无机盐、水、二氧化碳等物质,从而达到去除污染物的目的。
自从Fenton试剂被发现以来,对其反应机理的研究一直在进行,但至今仍不甚明了,在Fenton氧化机理的研究中最经典的反应机理是羟基自由基理论。
羟基自由基的产生是一个复杂的反应过程。
Fe2+首先催化分解H2O2,产生羟基自由基:Fe2++H2O2→Fe3+•OH+OH- (链引发反应) (15-1)OH•+ Fe2+→OH-+Fe3+(链终止反应)(15-2)新形成的Fe3+能再催化H2O2,使得H2O2分解成水和氧气。
Fe3+和自由基都是在反应中形成的,反应过程见式(15-3)及式(15-4)。
Fe3++ H2O2 FeOOH2++H+FeOOH2+→HO2•+ Fe2+式(15-3)和式(15-4)的Fe3+与H2O2的反应是一类Fenton反应。
Fe2++ HO2•→Fe3++HO2-Fe3++ HO2•→Fe2++O2+H+ OH•+ H2O2→H2O++ HO2•从式(15-7)可以看出,H2O2过多就可以作为OH•的清除剂,所以H2O2的投加量要控制在一个合适的范围内。
羟基自由基(OH•)通过氢消去氧化有机物(RH)生成R•,R•具有较高的活性,可以进一步氧化:RH+OH•→H2O+R•→进一步氧化如果反应物的浓度不是限制因素,有机物就能被完全降解生成无毒的CO2、H2O及无机盐等物质。
“钠钙双碱法”脱硫技术探析
“钠钙双碱法”脱硫技术探析程立国;武岩鹏;周铁柱【摘要】石油焦在煅烧过程中有少量硫分燃烧生成二氧化硫,直接排空会对环境造成污染.经过对国内炭素行业脱硫现状的调查研究,结合回转窑生产工艺和设备情况,对3种脱硫技术进行了分析,对“钠钙双碱法”脱硫技术的优势及工艺进行了论述.【期刊名称】《有色金属科学与工程》【年(卷),期】2011(002)004【总页数】5页(P16-20)【关键词】石油焦;煅烧;回转窑;脱硫效率【作者】程立国;武岩鹏;周铁柱【作者单位】河南中孚炭素有限公司,河南巩义451200;河南中孚炭素有限公司,河南巩义451200;河南中孚炭素有限公司,河南巩义451200【正文语种】中文【中图分类】TF82《国民经济和社会发展第十一个五年规划纲要》提出,到2010年,二氧化硫排放总量削减10%.为实现“十一五”二氧化硫总量削减目标,推动现有烟气脱硫工程建设,国家加大了烟气脱硫产业化发展的步伐,出台了烟气脱硫产业化发展的相关政策,促进了产业化水平的快速提高.目前,我国已有石灰石-石膏湿法、烟气循环流化床法、海水脱硫法、脱硫除尘一体化法、旋转喷雾干燥法、活性焦吸附法、电子束法、氯碱法等十多种工艺的脱硫装置投入商业化运行或进行了工业示范,这些脱硫工艺主要适用于燃煤电厂,对于炭素行业中的石油焦煅烧脱硫却并不完全适用. 针对脱硫工艺和相关机理概述后,着重对石油焦煅烧脱硫工艺进行了横向比较,旨在探索石油焦煅烧脱硫的新方法,为脱硫技术在炭素行业中的应用提供必要的参考资料[1-10].目前石油焦煅烧烟气处理大多使用简单的多管斜式旋风除尘器,无脱硫功能,经分析、汇总国内炭素行业脱硫情况,现阶段脱硫方法一般按处理工艺分为干法脱硫、湿法脱硫、半干法脱硫3大类.(1)干法脱硫就是将干性脱硫剂加入炉内或喷入烟气中,脱硫剂与SO2发生气固反应以达到脱除SO2的目的.干法脱硫最简单,其缺点是钙的利用率最低,脱硫效率低.(2)湿法脱硫就是以钠碱或石灰浆等碱性溶液作为脱硫剂,脱硫剂在吸收塔中与SO2发生气—液化学反应.湿法脱硫钙的利用率最高,脱硫机理多样化(溶解、吸附、中和反应),脱硫效果最好,效率最高,而现在湿法脱硫工艺中采用“钠钙双碱法”脱硫,有效地解决了湿法脱硫中存在结垢、堵塞的难题,使湿法脱硫更加广泛地被推广、使用.(3)半干法脱硫方法介于上述2种方法之间,脱硫剂以溶液的形式喷入烟气中,SO2与碱性溶液发生化学反应的同时,溶液的水分全部蒸发.半干法脱硫效率偏低,要求的控制水平比较高,以使喷水量能全部蒸发.这3种脱硫方法表现形式不同,但脱硫机理相同.早在英国产业革命后的十九世纪末,人们就开始应用含碱性物质的泰晤士河河水,洗涤燃煤烟气净化SO2.在20世纪三十年代,人们开始应用CaO作吸收剂,湿法脱除烟气中的SO2.20世纪七十年代初,第一套湿法洗涤烟气脱硫装置诞生于美国.从20世纪七十年代初到20世纪末的30年里,针对湿法烟气脱硫洗涤系统,尤其是脱硫塔易结垢、堵塞、腐蚀以及机械故障等一系列的弊病,日本、美国及德国对湿法烟气脱硫开展了不间断的研究,在脱硫效率、运行可靠性和成本方面有了很大的改进,运行可靠性可达99%.到目前为止,湿法烟气脱硫技术已经成熟,并步入实用化阶段.在最近30年内,湿法烟气脱硫技术每隔10年就攀升一个新的台阶,取得了新的进展.使用湿法脱除烟气中的SO2,需要一定量的CaO,脱硫剂的需要量常用钙硫比来表示,根据目前的技术水平,在不同的钙硫比下,其脱硫效率见表1.目前国内的烟气脱硫技术也有了很大的发展,燃烧前、燃烧中和燃烧后的脱硫处理技术均有各自适用范畴.实践证明,燃烧后的烟气脱硫仍是现在唯一可以大量脱除烟气中二氧化硫的可用技术.现阶段燃烧后烟气脱硫技术以湿法为主,其工艺相对成熟可靠、经济实用、系统操作简单、管理方便,符合操作人员素质要求.其中又以“钠碱法”、“石灰石—石膏法”、“钠钙双碱法”应用较为广泛.钠碱法脱硫是碳酸钠或氢氧化钠溶解于水形成碱性溶液,用碱性溶液作为脱硫剂进行脱硫的湿法脱硫工艺.钠碱与SO2有很强的反应能力,且都有很好的溶解性,吸收SO2后产生的副产品为硫酸钠(Na2SO4)、亚硫酸氢钠(NaHSO3)等盐类也都溶于水.1.1.1 工艺流程图钠碱法脱硫工艺流程见图1.1.1.2 脱硫原理钠碱法以碳酸钠或氢氧化钠为吸收剂吸收二氧化硫,生成的产物亚硫酸钠溶液通过结晶、干燥等工艺得亚硫酸钠产品.该工艺技术简单,脱硫效率高,容易实现稳定可靠运行.1.1.3 技术特点钠碱法脱硫工艺主要特点是系统简单,液/气比小,不结垢不堵塞,设备造价低,占地小.脱硫废液主要成分为硫酸钠、亚硫酸钠和亚硫酸氢钠.此外,钠基还具有吸收其它酸性气体(如 HCl,HF,HBr)等的良好性能.石灰石-石膏法脱硫工艺是世界上应用最广泛的一种脱硫技术,日本、德国、美国的火力发电厂采用的烟气脱硫装置约90%采用此工艺.它的工作原理是:将石灰石粉加水制成浆液作为吸收剂与烟气充分接触混合,生成硫酸钙,硫酸钙达到一定饱和度后,结晶形成二水石膏.经浓缩、脱水,使其含水量小于10%,然后用输送机送至石膏贮仓堆放,脱硫后的烟气经过除雾器除去雾滴,再经过换热器加热升温后,由烟囱排入大气.由于吸收塔内吸收剂浆液通过循环泵反复循环与烟气接触,吸收剂利用率很高,钙硫比较低,脱硫效率可大于95%.1.2.1 脱硫原理石灰或石灰石法主要的化学反应机理为:1.2.2 工艺流程图石灰石-石膏法脱硫工艺流程见图2.1.2.3 技术特点石灰石-石膏法主要优点是能广泛地进行商品化开发,且其吸收剂的资源丰富,成本低廉,废渣既可抛弃,也可作为商品石膏回收.目前,石灰/石灰石法是世界上应用最多的一种FGD工艺,对高硫煤,脱硫率可在90%以上,对低硫煤,脱硫率可在95%以上.钠钙双碱法脱硫工艺(Na2CO3/Ca(OH)2)是在石灰石/石膏法基础上结合钠碱法发展起来的工艺,它克服了石灰石/石膏法容易结垢、钠碱法运行费用高的缺点.它利用钠盐易溶于水,在吸收塔内部采用钠碱吸收SO2,吸收后的脱硫液在再生池内利用廉价的石灰进行再生,从而使得钠离子循环吸收利用.1.3.1 工艺流程图钠钙双碱法脱硫工艺流程图如图3所示.1.3.2 脱硫原理双碱法是采用钠基脱硫剂进行脱硫,由于钠基脱硫剂碱性强,吸收二氧化硫后反应产物溶解度大,不会造成过饱和结晶,造成结垢堵塞问题.另一方面脱硫产物可以用氢氧化钙进行还原再生,再生出的钠基脱硫剂可循环使用.双碱法脱硫工艺降低了投资及运行费用,比较适用于中小型锅炉进行脱硫改造.双碱法烟气脱硫技术是利用氢氧化钠溶液作为启动脱硫剂,配制好的氢氧化钠溶液直接打入脱硫塔洗涤脱除烟气中SO2来达到烟气脱硫的目的,然后脱硫产物经脱硫剂再生池还原成氢氧化钠再打回脱硫塔内循环使用.双碱法烟气脱硫工艺同石灰石/石灰等其他湿法脱硫反应机理类似,主要反应为烟气中的SO2先溶解于吸收液中,然后离解成H+和HSO3-;使用Na2CO3或NaOH液吸收烟气中的 SO2,生成 HSO32-、SO32-与SO42-,反应方程式如下:(1)脱硫反应:式(1)为启动阶段Na2CO3溶液吸收SO2的反应;式(2)为再生液pH值较高时(高于9时),溶液吸收SO2的主反应;式(3)为溶液pH值较低(5-9)时的主反应.(2)氧化过程(副反应)(3)再生过程式(6)为第一步反应再生反应;式(7)为再生至pH>9以后继续发生的主反应.(4)氧化过程1.3.3 技术特点:钠钙双碱法是以碳酸钠或氢氧化钠溶液为第一碱吸收烟气中的SO2,然后再用石灰或熟石灰作为第二碱,处理吸收液,再生后的吸收液循环使用.以石灰浆液作为主脱硫剂,钠碱只需少量补充添加.由于在吸收过程中以钠碱为吸收液,脱硫系统不会出现结垢等问题,运行安全可靠.由于钠碱吸收液和二氧化硫反应的速率比钙碱快很多,能在较小的液气比条件下,达到较高的二氧化硫脱除率.现已Φ2.2×45 m回转窑烟气为例,对3种脱硫方法进行比较说明.具体情况见表2、表3、表4.综上所述,石油焦采用回转窑进行煅烧时产生的高温烟气,进行脱硫时,“钠钙双碱法”与“钠碱法”、“石灰石-石膏法”相比,有以下优点.(1)“钠钙双碱法”脱硫工艺是在“石灰石-石膏法”基础上结合“钠碱法”发展起来的工艺,它克服了“石灰石-石膏法”容易结垢、“钠碱法”运行费用高的缺点.(2)“钠钙双碱法”使用的脱硫剂可循环再生,设备维护量小,检修费用低,年运行率高.(3)“钠钙双碱法”脱硫效率高,耗费资金量少,占地面积小,比较适用于石油焦煅烧进行脱硫改造.【相关文献】[1]贵阳铝镁设计研究院.北京:河南中孚实业股份有限公司预焙阳极工程初步设计[R].贵阳:贵阳铅镁设计研究院.[2]杨飏.二氧化硫减排技术与烟气脱硫工程[M].北京:冶金工业出版社,2004.[3]武文江.石灰石-石膏湿法烟气脱硫技术[M].北京:中国水利水电出版社,2006.[4]李继莲.烟气脱硫实用技术[M].北京:中国电力出版社,2008.[5]周至祥,段建中,薛建明.火电厂湿法烟气脱硫技术手册[M].北京:中国电力出版社,2006.[6]GB9078-1996,工业窑炉大气污染物排放标准[S].[7]GB13271-2001,锅炉大气污染物排放标准[S].[8]蒋文忠.炭素工艺学[M].北京:冶金工业出版社,2009.[9]王平甫,宫振.铝电解炭阳极生产与应用[M].北京:冶金工业出版社,2008.[10]薄恩奇.大气污染治理工程[M].北京:高等教育出版社,1999.。
煅后石油焦的生产工艺与环保研究
煅后石油焦的生产工艺与环保研究河南豫联能源集团有限责任公司河南郑州巩义451200摘要:锻后石油焦是指石油沥青经过一定的加热锻烧过程中,去除了沥青中的胶质、沥青质和沥青等不饱和烃类,得到的具有一定机械强度和良好塑性的焦状石油产品,也被称作石油焦。
石油焦是炼油厂生产沥青所用的优质原料,我国石油焦资源总量约为6.5亿吨,其中80%为锻后石油焦。
锻后石油焦因其具有较高的强度、良好的抗冲击能力,以及优异的热稳定性和抗热震性等特性而广泛应用于钢铁、有色金属、机械制造等领域。
锻后石油焦可作为直接还原铁生产石墨电极用炭素原料,也可作为炼钢用焦炭、建材及耐火材料等。
关键词:铝电解;煅后石油焦;回转窑引言回旋窑锻烧技术,是最快被引进并被普遍采用的一种锻造方式,通过数十年来的持续改进与完善,使其在装备使用效率与产品品质上都得到了极大的提升。
但是,伴随着时代的发展,落后的生产力被先进生产力所替代,安全、环保、节能、高效的发展方式也逐渐被整个社会所接受,而在回转窑的锻烧工艺的每一个控制步骤,基本都牵扯到了烟气排放、余热利用、粉尘除尘收集等一系列的难题,因此,我们需要对回转窑的锻烧工艺与环境的关系进行深入的探讨,以突破在锻烧工艺中存在的困难和制约因素,从而使碳素工业实现健康、环保的发展。
一、回转窑煅烧石油焦生产工艺对比目前,在国内外市场上,主要有回转窑锻烧石油焦生产工艺和传统的直接锻烧石油焦生产工艺两种,采用回转窑作为主要设备的锻烧工艺最早出现在20世纪90年代。
与传统的直接锻烧石油焦生产工艺相比,回转窑锻烧石油焦生产工艺具有以下优点:能耗低、污染少。
通过引入高效率的高温反应设备,其单位能耗约为传统直接锻烧工艺的10%~20%,同时还可采用先进的空气冷却装置,设备内部的烟气通过合理的流动速度被有效控制和利用;生产周期短。
传统直接锻烧工艺一般需要10h~15h的预热时间,而采用回转窑进行高温锻烧,可缩短至2h~3h;锻烧产品质量高。
化学反应中的硫醇氧化机制探究
化学反应中的硫醇氧化机制探究化学反应是一种物质之间的相互转化过程,而硫醇氧化则是其中的一种重要反应类型。
在这篇文章中,我们将深入探究硫醇氧化的机制,并对其应用和研究领域进行了简要介绍。
一、硫醇氧化的基本原理硫醇氧化是指硫醇(R-SH)与氧气(O2)或氧化剂反应产生硫醇氧化物(R-S-O)的过程。
这种反应通常需要催化剂的存在,常用的催化剂包括过渡金属离子、酶等。
硫醇氧化的基本原理是硫醇中的硫原子与氧气或氧化剂发生氧化还原反应,硫原子从+2化合态转变为+6化合态,同时氧气或氧化剂中的氧原子从-2还原态转变为0氧化态。
这个过程中,硫醇分子中的硫-氢键断裂,形成硫-氧键,从而生成硫醇氧化物。
二、硫醇氧化的反应机理硫醇氧化的反应机理可以分为直接和间接两种。
直接反应机理是指硫醇直接与氧气或氧化剂反应生成硫醇氧化物;间接反应机理是指硫醇首先通过催化剂作用生成活性中间体,再与氧气或氧化剂反应生成硫醇氧化物。
具体来说,直接反应机理中硫醇首先被氧化剂直接氧化,硫醇中的硫原子从+2化合态转变为+6化合态,并失去了一个电子;同时氧气或氧化剂中的氧原子从-2还原态转变为0氧化态,并获得了一个电子。
这个过程是一个氧化还原反应,形成硫醇氧化物。
反应机理中可能还涉及一系列细节步骤,如配位基团的离去等。
间接反应机理中,硫醇首先通过催化剂脱氢反应形成硫醇中间体,然后该中间体与氧气或氧化剂反应生成硫醇氧化物。
催化剂常常能够提供活化能,使反应速率显著增加。
三、硫醇氧化的应用和研究领域硫醇氧化在生物学、药学和有机合成领域都有广泛应用。
例如,硫醇氧化在生物学中被广泛研究,因为硫醇氧化物在细胞中具有重要的生理活性;在药学领域,硫醇氧化也被用作合成药物前体的方法之一,通过氧化硫醇可以制备出具有生物活性的有机分子;在有机合成领域,硫醇氧化可以用于氧化反应的辅助剂,例如催化剂、溶剂等。
总结硫醇氧化作为一种重要的化学反应类型,在不同领域具有广泛的应用和研究。
脱除有机硫
活性炭的再生 蒸汽再生:150-18 0 ℃的过热蒸汽 惰气加空气再生:
蒸汽再生脱硫流程图
2、氧化铁法
P129表1-3-8
组成:铁屑或木屑、熟石灰拌水调制。
使用范围:焦炉气脱硫
(1)常温氧化铁脱硫 不可逆反应,最适宜温度30 ℃ ,
使用再生蒸汽
(2)高温脱除有机硫,250—350℃ Fe2O3+H2=2Fe3O4+H2O
脱硫塔出口设置反应槽 ?
要防止硫以硫氢化物形态进入再生塔,析硫须在 溶液进入再生塔与空气接触前完成。
当气体中有氰化氢时,有下列副反应发生: Na2CO3+2HCN+2S=2NaCNS+H2O+CO2
三、栲胶法脱硫主要指标
总碱度 pH值
栲胶含量 总钒含量 喷射气压力
0.4N 8.5---9.2
的硫氢根氧化析出单质硫。 P122
二、栲胶脱硫机理
吸收塔内反应:
基本反应
1) NaCO3+H2S= NaHS+ NaHCO3
2)氧化反应:脱硫液中的偏钒酸钠氧化硫氢化钠生 成单质硫,自身被还原为焦钒酸钠。
2NaHS+4NaVO3+H2O=Na2V4O9+4NaOH+2S
V+5
V+4 。 注意
反应不能用吹空气的方法倒转回去使钒再生,必须靠氧化态 栲胶TEos将四价钒氧化成五价钒,而还原后的还原态栲胶则 可利用吹空气法再生.
低于15 ℃会影响氨水吸收硫化氢的选择性。 温度18 一20℃。
较高的温度有利于硫磺的分离,使析出的硫易于凝
再 生
聚,但温度高对生成硫代硫酸铵副反应有利。温度30
石油焦
摘要石油焦是延迟焦化的副产品,根据硫含量的不同可以分为高硫焦、中硫焦以及低硫焦,然而高硫焦在使用过程中会产生大量的SO2等有害气体,污染环境。
循环流化床技术(CFB)作为一种高效、低污染的新技术解决了高硫焦的出路问题,即作为流化床的燃料。
而所谓的脱硫石油焦渣就是在高硫石油焦燃烧时,向锅炉内投入石灰石,除去燃料中的硫,形成的CaSO4和其它燃烧物的混合物。
其主要成分是石灰和石膏,成分决定其具有一定的胶凝性能。
目前,经过循环流化床锅炉燃烧技术脱硫后得到的石油焦渣,其无论是在国内还是国外均未找到较好的处理技术,大部分被用作填海的材料,小部分用作水泥厂的添加剂。
如果能有效利用其胶凝性能,并应用于绿色建材的生产,将会创造缓解建材资源紧缺和保护环境的双赢局面,形成经济效益和环境效益的同步提高。
本文的主要内容包括以下部分:(1)石油焦渣的基本性能研究,包括化学成分和矿物组成、放热特征、标准稠度用水量和凝结时间。
(2)用脱硫石油焦渣作为钙质材料取代石灰制备加气混凝土,测定制品的强度、干密度和比强度。
重点研究不同配合比和不同养护条件对加气混凝土抗压强度的影响。
(3)脱硫石油焦渣加气混凝土耐久性研究,本课题重点研究其长期耐水性,干缩性能即尺寸稳定性,抗冻性。
试验结果表明:(1)脱硫石油焦渣的氧化钙含量约为45%-51%,其消解速度较快,2min即可达到最高温度90℃,但温度下降也较快。
(2)当复合取代率大于100%时,制品的强度均比工厂(没有进行复合取代)的强度高;而当取代率小于100%时,强度较工厂的低。
随着取代率的提高,强度先增大后趋于稳定甚至下降,当符合石灰的取代率为110%时,强度值最高,且比强度值也是最高,轻质高强的性能最优。
(3)自然状态下放置的加气混凝土试块,强度较出厂时的强度有所增长,但增幅较小;而标准养护的强度较出厂和自然状态下的强度均有提高,且增幅较大,泡水养护后强度均降低,但幅度较小。
(4)不同配合比的脱硫石油焦渣加气混凝土耐水性、干缩性、抗冻性试验,并根据软化系数、冻融之后的质量损失率和强度损失率、干缩值的综合评定,当复合取代率为110%时的加气混凝土耐久性性能最好。
浸渍活性炭脱除含硫气体研究进展-油气田环境保护
浸渍活性炭脱除含硫气体研究进展赵朝成 常化振(中国石油大学(华东)化学与化工学院)摘要介绍了近年来国内外浸渍活性炭脱除含硫气体的研究进展。
讨论了活性炭表面特性对脱硫的影响,并从改变孔径分布、孔容积,引入杂原子,改变表面pH和增大硫容量等方面进行了探讨。
通过浸渍可以改善活性炭的孔径分布和表面化学环境,增大硫容量,提高催化性能和转化效率。
目前研究的热点是新的制备活性炭的原料和新浸渍剂,指出目前该领域存在的问题是活性炭再生困难,再生后脱硫能力恢复较少。
关键词活性炭 改性浸渍含硫气体脱硫0 引言含硫气体(含H2S、SO2、硫醚、硫醇等)毒性大,普遍有恶臭气味,可造成酸雨危害,一直是脱臭、酸雨的主要控制对象。
我国政府一直在加强制定规范,限制含硫气体排放到空气中。
《恶臭污染物排放标准》(GB 14554—1993)规定了8种恶臭污染物质,其中有5种是含硫气体[1]。
由于其沸点低和易挥发的性质,脱硫成为含硫气体污染治理的难点。
活性炭孔径分布广,比表面积大,对许多污染物都有吸附作用。
活性炭本身有催化氧化作用,在脱硫方面的应用已有几十年的历史。
利用一定的溶液浸渍活性炭,可以大大改善其脱硫性能。
浸渍碱(NaOH,KOH,Na2CO3,K2CO3,氨)等可提高对H2S和甲硫醇的吸附能力;浸渍Ca、V、Cu等的盐溶液有利于去除SO2。
通过浸渍可以改善活性炭的孔径分布和表面化学环境,增大硫容量,提高催化性能和转化效率[2~14]。
目前,浸渍活性炭(Impregnated Activated Carbon,IAC)脱硫在天然气脱硫、污水厂尾气处理、烟气脱硫领域已有广泛的应用[3]。
本文介绍了近年来国内外IAC处理含硫气体的研究进展。
总结了不同来源活性炭及炭表面特性对脱硫效率和硫容量的影响,重点对不同浸渍剂及浸渍剂浓度改性效果进行了讨论,分析了目前该领域存在的问题及发展趋势。
1 活性炭浸渍改性活性炭改性可以通过浸渍和热处理(氧化和炭材料的加热处理)等方法实现。
石油焦煅烧工艺及节能减排研究
石油焦煅烧工艺及节能减排研究发布时间:2021-10-11T07:03:56.142Z 来源:《科学与技术》2021年第29卷第15期作者:申凯[导读] 石油焦在煅烧中会产生污染物排放,需消耗大量能源,不利于石油工业的可持续发展。
申凯陕西有色榆林新材料集团阳极分公司煅烧车间陕西省榆林市719000摘要:石油焦在煅烧中会产生污染物排放,需消耗大量能源,不利于石油工业的可持续发展。
因此,有必要加强煅烧工艺的创新,减少石油焦煅烧工程造成的环境和能源损耗,实现煅烧工艺的节能减排创新。
同时,降低煅烧中的污染指数也符合当前国民经济发展的要求,是建设绿色煅烧工艺和石油工业可持续发展的必然要求。
关键词:石油焦;煅烧工艺;节能减排石油焦是石油冶炼中的一种副产物。
石油焦热值高、灰分低,可作为工业生产的燃料或原料,应用于钢铁、电力等能源工业及工业制造业。
由于石油焦含有硫、碳和重金属,所以对环境有重大危害。
因此,随着国家及社会对环保重视度的加强,石油焦的生产和使用受到了更加严格的控制。
基于此,本文重点论述了石油焦煅烧工艺及节能减排。
一、煅烧石油焦概述及其分类石油焦是一种黑色或暗灰色的坚硬固体石油产品,具有金属光泽,呈多孔性,它由微小石墨结晶形成粒状、柱状或针状的炭体物。
石油焦由碳氢化合物组成,碳含量为90~97%,氢含量为1.5~8%,它还含有氮、氯、硫和重金属化合物。
依据石油焦的结构及外观,石油焦产品可分为针状焦、海绵焦、弹丸焦和粉焦。
1、针状焦具有明显的针状结构及纤维纹理,主要用作炼钢中的大功率及超高功率石墨电极。
由于针状焦在硫含量、灰分、挥发分、真密度等方面有严格的质量指标要求,因此对针状焦生产工艺及原料有特殊要求。
2、海绵焦化学反应性高,杂质含量低,主要用于炼铝工业和炭素业。
3、弹丸焦或球状焦:呈圆球形,直径0.6~30mm,通常由高硫和高沥青质渣油生产,只能用作发电和水泥等工业燃料。
4、粉焦:采用流态化焦化工艺生产,颗粒细小(直径0.1~0.4mm),挥发分含量高,热胀系数高,不能直接用于电极制备及炭素行业。
催化氧化法脱除co催化剂__解释说明
催化氧化法脱除co催化剂解释说明1. 引言1.1 概述催化氧化法是一种常用的技术手段,用于降低工业过程中产生的CO(一种有害气体)的含量。
CO是一种无色、无味且具有高毒性的气体,排放到大气中会对人类健康和环境造成严重危害。
因此,研发高效、低成本的催化剂来脱除CO已经成为环保领域一个重要而紧迫的任务。
1.2 文章结构本文将详细介绍催化氧化法脱除CO催化剂的原理、适用于不同情况下的选择方法,以及相应工艺流程和具体实验步骤。
通过实验结果分析和讨论,探究催化氧化法在脱除CO方面的有效性,并进一步展望其在环保领域的应用前景。
1.3 目的本文旨在深入理解催化氧化法脱除CO催化剂的原理及相关技术,探究该方法在降低工业污染中CO排放量方面的可行性和优越性。
通过实验步骤和结果分析,提供研究者们更好地了解催化氧化法技术,并为相关领域的环保工作提供有效的参考和指导。
最后,本文还将对该技术的应用前景进行评估,并提出可能遇到的挑战与解决办法思考,以推动该领域的进一步研究和发展。
2. 催化氧化法脱除CO催化剂2.1 催化氧化法原理催化氧化法是一种常用的工业上用于去除CO(一氧化碳)的方法。
该方法基于催化剂的作用,将CO与氧气反应生成二氧化碳(CO2),从而达到脱除CO污染物的目的。
该反应通常在高温下进行,以增加反应速率和转化率。
2.2 CO催化剂的种类和选择CO催化剂是催化氧化法中至关重要的组成部分。
常见的CO催化剂包括贵金属(如铑、钯、铂等)和过渡金属(如铜、镍等)。
不同的催化剂具有不同的活性和选择性,所以选择适合特定应用场景的催化剂是非常重要的。
此外,还需要考虑成本、稳定性等方面。
2.3 催化氧化法脱除CO的工艺流程催化氧化法脱除CO通常包括以下几个主要步骤:(1) 进料处理:将含有CO污染物的进料进行预处理,去除可能干扰反应或损害催化剂活性和稳定性的杂质。
(2) 反应器设计:根据反应条件和设备要求,选择合适的反应器类型和规模,保证反应物在催化剂上均匀接触,并提供充分的接触时间。
石油焦msds化学品安全说明书
石油焦msds化学品安全说明书一、化学品概述石油焦是一种黑色的固体物质,主要由高分子碳组成,用作冶金、化工和能源行业的原料。
其主要成分是碳,含有一定量的硫、氮、氧等杂质。
二、化学品的危害性1.火灾爆炸危险:石油焦具有较高的燃点和自燃性,易于在高温下燃烧,释放出大量热能,并可能引发火灾或爆炸事故。
2.有害气体释放:石油焦在高温下可能释放出一些有害气体,如一氧化碳、二氧化硫等,对人体呼吸系统和健康造成危害。
3.粉尘爆炸危险:石油焦在研磨或加工过程中会产生大量粉尘,若粉尘浓度超过可燃限度,可能引发爆炸事故。
4.皮肤刺激:接触石油焦可能导致皮肤干燥、疼痛、瘙痒等不适症状,重度接触还可能引起湿疹或化学性灼伤。
三、防护措施1.防火防爆措施:避免石油焦接触明火或高温表面,保持远离火源。
存储和运输时必须注意避免与易燃物质和氧化剂混合。
必要时使用泡沫、二氧化碳等灭火剂进行灭火。
2.呼吸系统防护:在处理石油焦时,应保持良好的通风条件,以防止有害气体浓度过高。
若操作环境中有石油焦的粉尘,应佩戴合适的防尘口罩。
3.皮肤防护:操作时应穿戴防护服和戴防护手套,以防止石油焦接触皮肤。
若不慎接触到石油焦,应立即用清水冲洗,并及时就医。
4.环境防护:避免石油焦进入水体和地下管道,以免对环境造成污染。
避免石油焦的粉尘扬散到空气中,避免造成扬尘污染和粉尘爆炸。
四、急救措施1.吸入有害气体:将患者迅速移到新鲜空气中,保持呼吸道通畅。
如有呼吸困难,进行人工呼吸或使用呼吸机进行辅助呼吸,并立即就医。
2.眼部接触:立即用大量清水冲洗眼睛,持续15分钟。
若出现红肿、疼痛等症状,及时就医。
3.皮肤接触:立即用清水彻底冲洗皮肤,去除残留的化学物质。
如发生红肿、瘙痒等症状,洗净后应涂抹防护霜,并寻求医生建议。
4.吞食:若不慎吞食石油焦,立即饮用大量清水,切勿催吐,及时就医。
五、储存与处理1.储存:将石油焦存放在通风干燥的室内,远离火源和高温物品。
避免与易燃物或氧化剂混储。
石油焦燃烧过程中NO_x和SO_2析出规律的研究
收稿日期:1999-05-13.沈伯雄,男,1971年生,博士研究生;武汉,华中理工大学煤燃烧国家重点实验室(430074).石油焦燃烧过程中N O x 和SO 2析出规律的研究沈伯雄 刘德昌 陈汉平(华中理工大学煤燃烧国家重点实验室)摘 要 在卧式加热炉和富氧条件下,对石油焦在燃烧过程中的N O x 和SO 2析出规律进行研究,发现石油焦的N O x 和SO 2析出受多种因素的影响:温度增加,N O x 的析出量增加;颗粒粒径增加,N O x 和SO 2的析出量减少;石灰石微量增加,N O x 的浓度降低,石灰石过量增加,N O x 的浓度反而升高,石灰石的增加使SO 2降低;N O x 的析出并不与N 的质量分数成正比,SO 2的析出与S 的质量分数成正比.结合这些实验现象,从机理上对它们进行解析.关键词 石油焦燃烧;NO x 析出;SO 2析出分类号 T K 16 石油焦燃烧排放的污染物主要指NO x 和SO 2,当然也包括N 2O 的污染[1,2].石油焦的燃烧可以分为挥发分的燃烧和焦炭的燃烧两部分,石油焦中炭的质量分数较高,估计它燃烧造成的污染较严重.为了解和探讨石油焦燃烧时的污染情况,在富氧条件下研究NO x 和SO 2的析出规律,以便发现石油焦燃烧时污染物析出的影响因素,为控制烧石油焦锅炉的污染提供理论依据.1 实验实验用石油焦来自武汉石化(W H )和镇海石化(ZH 1,ZH 2),它们的工业分析和元素分析见表1,从表1可以看出,石油焦中硫和氮的质量分数的确比较高.表1 石油焦的工业分析和元素分析项目W H Z H 1ZH 2w (内在水分)/% 1.030.620.71w (挥发分)/%10.8510.5911.01w (灰分)/%0.120.420.16w (固定炭)/%88.0088.3788.12热值/k J ·kg -135105.038745.938941.9w (C )/%92.1590.7392.47w (H)/%3.793.58 3.48w (N )/% 2.321.57 1.07w (S)/%1.744.122.98 实验是在卧式加热炉上进行的.卧式加热炉的示意图见图 1.经压缩机出来的高压气体在贮气罐中通过减压稳压后经流量计进入卧式炉内,图1 卧式加热炉系统示意图 1—压缩机;2—贮气罐;3—流量计及稳压计;4—瓷舟;5—卧式炉;6—烟气分析仪;7—排气阀;8—三通阀流量为70m L /min ,然后进入烟气分析仪进行气体分析,多余的气体在进入烟气分析仪之前通过三通阀排入大气.卧式加热炉由温度控制系统进行控制.称一定质量的实验样品放在瓷舟内披一薄层,当卧式加热炉控制在一定的温度时,把瓷舟放入卧式加热炉内,烟气中的NO x 和SO 2的质量分数由烟气分析仪进行连续测定.实验分为四组,每组实验的各样品质量相同(0.4g ),并且对每个样品通相同流量的空气量(70m L /min),四组实验如下:a .为了考虑温度的影响,用W H 样品分别在800℃,900℃和1000℃温度下进行实验;b .为了考虑颗粒粒径的影响,用W H 样品在150~200目、100~150目和45~55目下进行实验;c .为了考虑石灰石的加入对污染物排放的影响,分别研究了ZH 1在w (Ca )/w (S )为0,0.5,1.0,2.0,3.0情况下的污染物析出;d .以W H,ZH 1和ZH 2为例,不同样品排放的比较.2 结果和分析实验在富氧条件下进行,可以使石油焦中的第27卷第12期 华 中 理 工 大 学 学 报 V ol.27 N o.121999年 12月 J.Huazho ng U niv.o f Sci.&Tech. Dec. 1999N 和S 尽可能地转化为NO x 和SO 2,以便发现石油焦燃烧的NO x 和SO 2析出规律,对于过量空气系数的影响不在本文考虑范围之内.实验过程中W H ,ZH 1和ZH 2石油焦燃烧烟气中氧体积分数都在15%以上.2.1 温度的影响W H 石油焦在800℃,900℃和1000℃温度下进行实验的结果见图2.从图2可以看出,NO x 的排放随着温度的增加而增加.NO x的形成(a)NOx(b)SO 2图2 W H 在不同温度下N O x 和SO 2析出曲线1-800℃;2-900℃;3-1000℃从机理上来说有热力型NO x 和燃料型NO x [3].在实验条件下温度并不高,说明石油焦燃烧主要是燃料型NO x ,它主要由有机氮、低分子氮和杂环氮化物(与挥发分一起解析出来)组成.燃烧温度的增加使热力型NO x 稍微有所增加,同时使石油焦燃烧强度增加,也增加了NO x 的排放量,其中的硫可以分为有机硫和无机硫,其中大部分硫为与焦中碳键合的有机硫,有些可能为硫酸盐和磺铁矿硫,但这些硫的质量分数较低,除此之外,偶而也会有游离硫.对四种原油中的硫化物测定表明:石油中的硫包括硫醇(烷基、环烷基和芳基硫醇)、硫醚(烷基、环烷基和芳基硫醚)和噻吩.在原油重馏分中,噻吩是所含的主要硫化合物,并且在石油焦中亦如此[4].一般来说,有机硫形成SO 2的活化能低于无机硫形成SO 2的活化能.从图中可以看出,SO 2的排放在1000℃时最大,在900℃时最小.对此原因还不清楚,这可能是温度从800℃提高到900℃抑制了噻吩的氧化,而当温度提高到1000℃时,无机硫的析放增加了总的SO 2排放.流化床锅炉一般运行在900℃,可以预计它本身的NO x 和SO 2排放要比煤粉锅炉低,石油焦的流化床锅炉燃烧仍然十分有效.从图2还可以看出,随着温度的增加,SO 2排放峰值向后推移,这可能是由于温度的提高对石油焦焦炭产生SO 2的影响比较大造成的.2.2 颗粒粒径影响图3为颗粒粒径对污染物排放产生的影响.随着石油焦颗粒粒径的增加,NO x 和SO 2析放是减小的.颗粒粒径越大,燃烧时含燃料氮的原子团(a)N O x(b)SO 2图3 W H 在不同粒径下N O x 和SO 2析出曲线1-150~200目;2-100~150目;3-45~55目在颗粒内部停留时间越长,使这些组分在颗粒内部缺氧的条件下,有可能形成N 2,从而降低NO x 的排放.对SO 2的排放,颗粒越大,峰值稍微向前推移,总的排放完成时间也越少,这说明颗粒粒径越大,焦炭生成SO 2的比例越少.一般流化床中石油焦颗粒粒径为 1.0~10mm ,预计其NO x 和SO 2排放值会更低.2.3 加石灰石的影响图4为ZH 1石油焦在不同w (Ca)/w (S)下N O x 和SO 2的排放规律.在添加石灰石的样品中,随着w (Ca )/w (S )的增加,NO x 排放是增加的,这一点和文献[1,2]在流化床条件下石油焦的NO x 排放情况是一致的.与没有添加石灰石的样品相比,微量的石灰石可以降低N O x 的排放,这一点和有关文献的观点一致.实验表明当w (Ca )/w (S)为0.5时对降低N O x 最有效.w (Ca )/w (S)的增加降低SO 2的排放,增加w (Ca )/w (S)能明显降低石油焦焦碳SO 2的排74 华 中 理 工 大 学 学 报 1999年(a )NOx(b)SO 2图4 ZH 1在不同w (Ca )/w (S )下N O x 和SO 2析出曲线1-0;2-0.5;3- 2.0;4-3.0;5-1.0放,但w (Ca)/w (S)增加到一定数值后,对脱S 的影响不大.在一定程度上,石油焦的脱硫和脱硝存在着矛盾,但两者之间有一个最佳值.石灰石的脱S 可以分为两个过程:Ca CO 3→CaO(s)+CO 2(g )(ΔH =178k J/m ol);(1)CaO(s)+SO 2(g)+1/2O 2→Ca SO 4(s)(ΔH =-500k J/m ol).(2)从式(1)可以看出,加入微量的石灰石,石灰石分解形成的CaO 会在其表面把部分NO x 催化成N 2O [2].增加石灰石而使NO x 增加的原因不清楚.石灰石增加到一定程度时,由式(2)产生的较多的CaSO 4会和C 发生反应而使SO 2浓度达到一个平衡值,这时再增加石灰石的量对脱硫的效果不很明显.Ca SO 4和C 发生反应如下:Ca SO 4(g )+2C(s)→Ca S(s)+2CO 2;Ca SO 4(g )+4C(s)→Ca S(s)+4CO2;Ca S(s)+(3/2)O 2(g )→CaO(s)+SO 2(g ).2.4 样品的影响W H,ZH 1和ZH 2石油焦燃烧的NO x 和SO 2排放情况见图 5.W H 的w (N )最高,NO x 的排放量最高,ZH 2的w (N)比ZH 1的w (N)高,但其NO x 的排放量却比ZH 1的低,NO x 的排放值并不与w (N)成正比.造成这种现象的原因可能有两个,一是ZH 2的发热量比ZH 1的发热量大,也即在燃烧过程中ZH 2比ZH 1形成的热力型NO x 多;二可能是石油焦中的N 的存在形式较为复(a)N O x(b)SO 2图5 不同石油焦的N O x 和SO 2排放曲线1-W H ;2-Z H 1;3-Z H 2杂,有些N 的存在形式较易形成NO x ,但有些N 的存在形式不易形成NO x .SO 2排放量随其w (S )的增加而增加,因为石油焦中的含硫形式相差不大.2.5 挥发分和焦炭的NO x 和SO 2析出的比较从图5可以看出,SO 2的排放曲线与燃烧过程中w (O )的颠倒的曲线极其相似,而NO x 的排放在挥发分开始释放的时候有一个陡然升高的值,但这个值又迅速下降到一定值,并随着燃烧的进行缓慢下降.从这个现象可以推断,相对于挥发分本身的质量,其产生NO x 的总量要比焦炭产生N O x 的总量小,但整个燃烧过程挥发分中N 形成N O x 非常迅速,焦炭形成NO x 比较缓慢,SO 2的排放则可能按挥发分和焦炭的相对质量平均排放.造成这个现象的原因可能是挥发分中w (S)相对于其本身质量低,而w (S )在挥发分中按其与焦炭质量的比例进行分配.对于石油焦的这个推断有待于进一步验证.2.6 石油焦中N 和S 的其他去向从图2(a )中S 的排放量来看,在没有添加石灰石的情况下,石油焦中的S 在燃烧过程中转化成SO 2的比例并不高,这可能是石油焦中含有较多的重金属,特别是钒[2],会对SO 2形成SO 3起催化作用,同时部分S 存在于石油焦的灰中.N O x 的转化率也不高,说明在燃烧中有部分N 形成N 2,或者N 2O.研究表明焦炭的燃烧对N 2O 有重要的作用[5],在实验的温度范围(900℃左右),石油焦的N 2O 比其他燃料都高[2].75第12期 沈伯雄等:石油焦燃烧过程中N O x 和SO 2析出规律的研究 3 结论从上面的研究可以发现,在石油焦燃烧过程中,影响NO x和SO2析出的因素是多种多样的,提高温度,NO x的析出量增加,但SO2并不符合这个规律,在1000℃时,SO2的析出量最大, 800℃时,SO2的析出量次之,900℃时SO2的析出量最少.颗粒粒径越大,NO x和SO2的析出量越小.石灰石的微量加入,能减小NO x的析出量,但随着石灰石的增多,NO x的析出量也增加.SO2的析出量随着w(Ca)/w(S)的增加而减小.SO2析出量随其w(S)的增加而增加,NO x的析出量随其w(N)的增加而增加.挥发分和焦炭的SO2析出基本按它们的质量比析出,但NO x的析出主要是焦炭的析出,挥发分的NO x析出速度很快.参考文献1 Thar pe D W,Abdulally I.A n U pda te o f O perating Experiences Burning Petro leum Coke in a U tility Sca le CFB(the N I SCO Co genera tio n Pro ject).ASM E,1997,1:1~102 Br ereto n C M H,Lim C J,G race J R,et al.Pich and Co ke Combustio n in a Circula ting Fluidized Bed.Fu-el,1995,74(10):1415~14233 曾汉才.燃烧与污染.武汉:华中理工大学出版社, 1991.4 Ibrahim H A H.石油焦脱硫——综述.王宗贤译.世界石油科学,1995,23(3):82~885 冯 波.媒质因素对氮氧化物生成影响的分析.华中理工大学学报,1997,25(2):105~107On the Emission of NO x and S O2during Petroleum CokeShen Box iong Liu Dec hang Chen HanpingAbstract The emissio n principle of NO x and SO2during petroleum coke com bustion under superabun-da nt co ncentra tio n of O2in a ho rizo ntal heating furnace is studied.The ex perimental results indicate that there are m any facto rs affecting the emission of NO x a nd SO2.The increa se of tem perature in-creases the emissio n o f N O x but no t that of SO2,the increasing of particle diameter decreases both NO x a nd SO2emission;a little increase o f the amo unt of lim esto ne decreases the co ncentratio n of NO x, but excessiv e increase o f limestone increases it instead;The increase of limestone amo unt decreases, how ev er,th e emissio n of SO2;and the emissio n of NO x is not pro po rtio nal to nitrog en content,but that o f SO2is propor tional of sulphur content.The m echanisms all these pheno mena found during the tests are discussed.Keywords petroleum coke co mbustio n;emissio n of NO x;emission o f SO2S hen Boxiong Doctoral Candida te;State Key Lab o f Coa l Com bustion Tech.,HU ST,W uhan 430074,China.76 华 中 理 工 大 学 学 报 1999年。
石油焦煅烧烟气脱硫技术探讨
2431 石油焦煅烧和脱硫要求1.1 石油焦煅烧的应用原理石油焦煅烧利用高温将自身体内的水分挥发,在进行除水后,石油焦能够呈现出一种高密度、高强度、导电性、抗氧化性的特征。
通过加工煅烧,成焦状的石油焦能够形成阴、阳两极的炭块,产物可以应用于工业生产中。
同时,在煅烧过程中,原石油焦内含有一定的原料硫,结合高温氧化作用,约有10%~30%的硫元素会结合化学作用形成二氧化硫随着煅烧的烟气排除。
1.2 石油焦煅烧脱硫的重要性随着我国近年来各项工业的不断发展,石化产业的石油焦也逐渐成为工业市场的重要产品。
据悉,2017年我国石油焦的产量达到了2770万吨/年,这也成为了我国一跃变成石油焦大国的标志。
作为石油焦煅烧的副产物,硫化物的产生为我国环境造成了一定的影响。
在所煅烧的石油焦中,其中含硫量大于3%的石油焦普遍超过了45%,高硫含量的烟气对我国的大气、环境都有着很大的污染。
这也引起了我国环境保护相关机构的重视。
因此,国家制定了相关排硫治理的规定,一些企业也对石油焦煅烧烟气脱硫工艺进行了探讨和实践。
2 石油焦煅烧烟气脱硫技术探究2.1 双碱法双碱法脱硫的方式借助了碳酸钠、氢氧化钠的特殊属性,在一定的环境下将二氧化硫转化特殊的酸式亚硫酸钠。
结合氢氧化钙发生化学反应后二氧化硫最终会合成为固体的硫酸钙,达到二氧化硫有效分解的目的。
因为在进行脱硫和生成固体的时候运用了氢氧化钠和氢氧化钙两种类型的碱,此方法得名双碱法,其中涉及的化学反应如下:(双碱法脱硫化学方程式-脱硫)(双碱法脱硫化学方程式-固化)结合特殊化学反应性质,双碱法在化学过程中所用的氢氧化钠仅仅起了反应催动的作用,实际上还是氢氧化钙和二氧化硫进行了反应,结合以上反应可知,本工艺原料来源广泛,成本投入较低。
脱硫效果较为明显,不过反应周期较长,因此比较适合中小脱硫工厂的使用。
2.2 氨法脱硫氨法脱硫的原理是利用氨气与石油焦中的二氧化硫发生化学反应形成硫酸铵的过程。
硫光气合成原理及应用实验
硫光气合成原理及应用实验硫光气是一种具有强烈臭味的气体,化学式为SO2,是一种强酸性气体。
硫光气合成(Sulfur Dioxide Synthesis)是一种重要的化学合成方法,主要包括焦炭燃烧法和硫矿氧化法。
本文将重点讨论这两种方法的原理及应用实验。
1. 焦炭燃烧法焦炭燃烧法是通过焦炭与氧气反应生成硫光气的方法。
焦炭一般来自于煤炭的高温干馏过程,是一种碳含量较高的固体燃料。
该方法的主要反应方程式如下:C + O2 →CO22CO2 + C →2COCO + O2 →CO22CO2 + S2 →2SO2 + 2CO在合成中,焦炭首先与氧气反应生成一氧化碳(CO),然后CO与氧气进一步反应生成二氧化碳(CO2)。
最后,CO2与硫矿反应生成硫光气(SO2)和一氧化碳(CO)。
实验中,将焦炭与空气或氧气接触,调节温度和反应时间可以控制硫光气的产量。
焦炭燃烧法主要用于工业规模的硫光气生产。
硫光气广泛应用于制造硫酸、漂白剂、杀菌剂、染料等化学工业中。
此外,硫光气还被用于石油工业中的脱蜡、煤化工中的脱硫、金属冶炼中的炼钢等过程中。
2. 硫矿氧化法硫矿氧化法是通过硫矿与氧气反应生成硫光气的方法。
硫矿是一种含有丰富硫元素的矿石,主要成分为硫化物。
著名的硫矿有黄铁矿、辉锑矿等。
该方法的主要反应方程式如下:2FeS2 + 7O2 →2FeSO4 + 2SO22Cu2S + 3O2 →2Cu2O + 2SO2HgS + O2 →Hg + SO2在合成中,硫矿与氧气反应生成硫酸盐和硫光气。
实验中,将硫矿与氧气接触,通过调节氧气供给量、反应温度和反应时间可以控制硫光气的产量。
硫矿氧化法主要用于实验室规模的硫光气制备和研究。
实验室中,硫矿常常是以固体形式存在,将其加热并接触氧气可以迅速生成硫光气。
硫光气可用于评估其物理化学性质、毒性以及对环境的影响。
总结起来,硫光气合成方法主要包括焦炭燃烧法和硫矿氧化法。
焦炭燃烧法主要用于工业规模的硫光气生产,用途广泛;硫矿氧化法主要用于实验室规模的硫光气制备和研究,用于评估硫光气的性质和影响。
石油焦的化学分析方法
石油焦的化学分析方法焦碳,木粉是冶炼碳化硅主要原料之一分析项目(水分挥发份灰份固定碳)一:水分的测定(一)方法要点:试样在105-110温度下干燥至恒重其减量即为水分含量(二)操作方法:迅速称取试样1-2克料于烘干至恒重的称量瓶中摊匀,平盖半启,在105-110℃下烘干1-2小时,取出严闭瓶盖放入干燥器内冷却室温,称量计算:水分%=(G1-G2)/G*100%G1:烘干前试样加称量瓶的质量(g)G2:烘干后试样加称量瓶的质量(g)G:试样的重量二:挥发份的测定(做完挥发份的瓷干锅不能用水洗,直接放高温炉干烧即可)(一)方法要点:试样在850℃下隔绝空气灼烧3—7分钟,失去量减去水份后即为挥发份含量。
(二)操作方法:迅速称取试样1克与以灼热至恒重的坩锅中,盖严坩锅盖,迅速将坩锅放入已预热850度的高温炉准确灼烧3分钟{用秒表计时}迅速取出在空气中冷却五分钟(盖不干开)放干燥器至恒重。
计算:挥发份%=(G1-G2)/G*100%-水份G1 灼烧前试样加坩锅的重量G2 灼烧后试样加坩锅的重量G 试样的重量三灰份的测定:(一)方法要点:试样在高温下灼烧至恒重所剩于的残渣即为灰法。
(二)操作方法:迅速称取试样0.5克与已灼烧至恒重的瓷坩锅中摊匀放入高温850度灼烧约两小时,取出在空气中冷却五分钟,放入干燥中十五分钟反复灼烧至恒重。
四固定炭的含量:计算:100-(水份%+挥发份%+灰份)=固定炭五硫份(如作硫份C=1-(挥发份+灰份+硫份)硫分的测定:1 试剂:(1)艾斯卡试剂:氧化镁:无水炭酸钠2/1称12克氧化镁与研细至粉末状的无水炭酸钠6克混匀,研细与研钵中放入广口瓶中备用。
2 氯化钡溶液(5%)测定方法:(1)取两个瓷坩锅,先在瓷坩锅内铺一克艾斯卡试剂,然后在蜡纸上称1克石油焦(研细至粉末状)与2克艾斯卡试剂混合(操作谨慎不能洒在外面)倒入瓷坩锅中,最后盖1克艾斯卡试剂(2)将铺好的2个瓷坩锅放入高温炉中烧焦,先低温300-450度然后升至850度,烧2个小时此时为固体反应,坩锅为白色。
石油焦脱硫技术
石油焦是原油通过炼制经过焦化后所得到的一种副产物。
根据其含硫量不同可分为高硫焦(含硫量>3%),中硫焦(1.5%-3.0%)和低硫焦(含硫量<1.5%)。
石油焦含硫量的不同决定了石油焦的用途的不同。
高硫焦多用来作为水泥厂和发电厂的燃料,低硫焦可作为电解铝制备预焙阳极糊和预焙阳极的原料,还可制备石墨电极,但石油焦中的硫经高温后以SO2的形式析出并排放到大气中,对环境造成了污染。
因此,研究一种高效,低廉且条件温和的石油焦脱硫技术对工业的生产发展具有重要意义。
1.研究的目的和意义石油焦是伴随石油炼制的副产物之一,石油焦质量受原油的品质及加工工艺的影响,随着近年来进口高硫石油焦比例增大,导致石油焦质量严重下滑,尤其是电解铝行业对石油焦的需求量也不断增加。
但含硫量高的预焙阳极对铝电解的生产过程有重要的影响,即石油焦中的硫除了腐蚀生产设备,增加阳极的电阻率,还会增加电耗和阳极消耗量。
石油焦中的硫经煅烧以及电解消耗后,以SO2的形式排出,造成大气环境污染。
据统计,石油焦的含硫量每增加1%,电解铝的烟气中SO2浓度将增加133mg/m3。
因此加强对石油焦脱硫的研究有重要意义。
2.石油焦概括(1)石油焦来源及分类石油焦主要来源于延迟焦化装置,其生产流程为:原油→常减压蒸馏装置→延迟焦化装置→石油焦。
它是一种黑色坚硬固体石油产品,带有金属光泽,呈多孔性。
石油焦主要成分除了含有大量的碳和部分氢之外,还含有少部分氮,氯,硫和其他金属化合物。
石油焦被广泛应用于石油化工,钢铁冶炼,电解铝等各个领域。
根据石油焦的结构和外观,石油焦又可被分为针状焦,海绵焦,弹丸焦和粉焦。
(2)石油焦现状和发展趋势近年来我国石油焦的产量不断增加。
截至2019年末,国内石油焦总产量高达2766.75万吨,同比增长了2.47%。
由于工业上对石油焦的需求量大幅度上升,我国每年生产的石油焦供不应求,每年都需进口大量的石油焦。
进口的石油焦大部分是高硫焦,燃烧后危害较多。
石油焦活性炭的制备、吸附应用及电化学性能研究
石油焦活性炭的制备、吸附应用及电化学性能研究石油焦活性炭的制备、吸附应用及电化学性能研究引言:石油焦活性炭是一种具有优异物理化学性质的多孔材料,广泛应用于环境保护、能源存储和电化学领域。
本文将介绍石油焦活性炭的制备方法、吸附应用及电化学性能的研究进展。
一、石油焦活性炭的制备方法1. 物理法:主要通过热解、活化和碳化等过程制备石油焦活性炭。
在高温下进行热解后,再通过氧化剂(如水蒸气、二氧化碳等)进行活化处理,最后进行碳化。
该方法制备的活性炭具有较高的比表面积和孔容。
2. 化学法:使用化学活化剂如磷酸、氯化锌等与石油焦反应,通过化学反应将焦转化为活性炭。
该方法制备的石油焦活性炭具有较高的孔容、较多的孔隙结构。
3. 组合法:将物理法和化学法结合,经过一系列的反应和处理得到具有良好性能的石油焦活性炭。
通过在物理方法的基础上引入化学活化剂,既考虑了比表面积,又改善了孔隙结构。
二、石油焦活性炭的吸附应用1. 废水处理:由于活性炭具有良好的吸附性能,广泛应用于废水处理领域。
活性炭可以有效吸附废水中的有机物、重金属离子等污染物,使废水得到净化。
2. 空气净化:活性炭具有吸附烟雾、异味等有害气体的能力,因此在空气净化中有广泛的应用。
通过将活性炭置于空气净化设备内,可以有效去除空气中的有害物质,提高空气质量。
3. 废气处理:活性炭可以吸附废气中的有机气体、溶剂等,具有净化废气的效果。
在许多工业生产和化工过程中,通过活性炭的吸附作用,可以有效地净化废气。
三、石油焦活性炭的电化学性能研究1. 电容性能:石油焦活性炭具有较大的比表面积和丰富的多孔结构,使其具有较高的电容性能。
活性炭应用于电容器材料中,可以提高电容器的储能效果,具有良好的电化学性能。
2. 导电性能:石油焦活性炭具有良好的导电性能,可以应用于储能材料和电池领域。
通过对石油焦活性炭的导电性能进行研究,可以探索新型电化学储能系统和高性能电池的发展。
3. 催化性能:活性炭在一些电化学反应中具有催化作用。
胶态硫化物和杂质的产生原因及祛除方法
胶态硫化物和杂质的产生原因及祛除方法
高粘稠度的硫化物和杂质的产生原因及祛除方法
高粘稠度的硫化物和杂质的主要产生原因可以归结为三类:一是碳氢化合物联
合而形成含硫化物的高粘度物质;二是机械加工时受潮而形成含酸性硫化物;三是杂质存在、腐蚀和氧化,引起污染挥发出的气体,由于有机胶体结合而形成高粘稠度的硫化物和杂质。
为了祛除高粘稠度的硫化物和杂质,应选用由活性炭和过滤材料组成的活性滤芯,进行无线磁场吸收、综合过滤和灭菌处理,以保证排放的硫化物和杂质的总量。
同时,应根据不同的品级配置活性滤芯,加强设备的维护保养,对于碳氢化合物联合而形成含硫化物的高粘度物质,在温度及压强适中的条件下,可通过混合溶剂和化学剂来解除;对于机械加工时受潮而形成含酸性硫化物的,应把设备温度升到一定的温度进行排放,某些酸性硫化物在温度较高时溶解较完全;而对于污染挥发出的气体,可以采用气幕洗涤法来净化,进行净化处理,以达到消除高粘稠度的硫化物和杂质的效果。
综上所述,高粘稠度的硫化物和杂质的产生原因主要为碳氢化合物联合、机械
加工时受潮和污染挥发出的气体,祛除方法主要通过活性滤芯、磁场吸收、综合过滤、混合溶剂和气幕洗涤的综合技术实现,以达到消除高粘稠度的硫化物和杂质的效果。