高温煤气中NH3、有机硫、HCl及焦油蒸气的同时脱除

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第6 \卷
等! 虽然数 量 不 多 ! 但 危 害 却 极 为 严 重! 不仅降低发 电 效率 ! 而 且 造 成 设 备 腐 蚀" 系 统 堵 塞 等! 对于高温 煤气中有机硫的化合物 " 煤焦油类的重质烃类 " 氮化 合物和 #$ 气体等的脱除已有一些报道 + % 由 于 这 几 种 污 染 物 同 时 脱 除 的 复 杂 性! 本文在
高温煤气中 U 有机硫 X 及焦油蒸气的同时脱除 X VW VY N
豆斌林 R 鲁 军 R 申文琴 R 沙兴中 R 高晋生 Z 华东理工大学能源化工系 R 上海 % B ( ( % Q & F
摘要 A 在固定床反应器中对高温煤气中 ’[QX 有机硫化物 X 及焦油蒸气 +种污 染物进 行了 [5 # 单独和同时脱除的研究 R 其中选择 5 和 甲基萘分别作为高温煤气中有机硫化物和焦油蒸气的 ) * < % 模 型化合物 S 研究得出 R 高温煤气中氨催化分解和 ) 甲基萘催化裂解的最佳催化剂同为 ’7 * * Q催化 剂R 最好的脱氯剂为 2 在 ’[QX 及) 甲 * Q催化剂 R S X * 5 < 5 # 5 < [5 # % 转化的最佳催化剂为硫化态的 ’7 % 基萘 +种污染物同时存在时 R 将上述脱除剂组合在一起进行同时脱除实验表明 A 脱氯剂对 [5 2 5 # # 的转化率和 ’7 催化剂对 甲基萘的转化率均为 氧化 态的 催 化剂对 的转 化率 * Q ) * ) ( ( \R * Q ’7 ’[Q 和硫化态的 ’7 在Q 之间 R 氨的最大转 * Q催化剂对 5 ( ( ]C C (^ < 5 % 的转化率则随温度的升高而增加 R 化率为 & D \R T \S 5 < % 的最大转化率为 T 关键词 A 高温煤气 G 氨G 有机硫化物 G 氯化氢 G 焦油蒸气 中图分类号 A D E $ E ) G + E $ C ? 8D ? _C 文献标识码 A ‘
E@ W ’ WXL E6 WZ E9 W01 V E[ W1#9 V P % U M H P T % Y K P M L =K M K O P % U M H P T E< W$ E\ W] E) WZ EF W #$ % V P % U M H P T 5 P % U M H P T U Q Q K O^ P M M % K K L I M P O 6V E’ 3 W‘^ E’ ’ WaK _ K =S K O L M U O KI P T M O P % V P O S M H P T^ P M M % K M =K M K O
6 结果与讨论
7 , b cB 的脱除 在温度为 < 进 口 1#9 体 积 浓 度 d @ 3A ! $ 1#9C ;9 ;9 ;’ 空速为 的条件 下 选择 < :’ 3 (\ :’ 3 ! ’3 3 3 ! J 基 & f0T C’ f’ / * " . 9及 G $ U e" $ U 0T $ U g? g2 1H K 等 [种 催 化 剂 对 高 温 煤 气 中 的 氨 进 行 催 化 分 解 研 基催化 究! . 9及 G $ U e和 $ U 0T催化剂属自备 ! 1H K 剂为工业用催化剂 ! 实验结果见图 6 + 由图 6可 见 ! 这 [种 催化 剂 在 反 应 初 期 对 1#9 都 有 一 定 的 催 化 分 解 能 力! 随时间的延长 $ U e和 $ U 0T催化剂对 1#9 的催化分解 转化 率逐渐 下降 ! 最 后 几 乎 失 去 对 1#9 的 催 化 分 解 性 能 ! 而 1H . 9及 G K基 催 化 剂 对 1#9 的 催 化 分 解 转 化 率 则 保 持 不 变! 由 表 ’可 见 ! . 9催 化 剂 对 1#9 的 平 均 转 化 率 1H 明显高于其他催化剂 ! 是较好的 1#9 催化分解催化 剂+
煤气化联合循环发电B 和煤气化燃料电 F C H 5 5
基金项目 A 国家自然科学基金资助项目 B 国家重点基础研 C D & & E ( ) & F G 究发展规划项目 B D D D ( % % ) ( + F H) J A O3 $ $ I KL M N > : . = 4 6 4 : # = / = " P 收稿日期 A % ( ( ( * ( C * % Q 作者简介 A 豆斌林 B 男R 陕西凤翔人 R 博士生 S ) D & ) * F R
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;< 9 中 #$ 的含量达 ’ :’ 3 ? % => = 时即为穿透 + 实验 中 有 萘系化合物 蒸 汽 的 管 路 均 采 用 保 温 措 施 ! 温度
பைடு நூலகம்
图 ’ 1#9" 有机硫 " 及焦油蒸气同时脱除的反应装置 #$ % ’ 5 G H > I J K =L M H IN H L > O L =P Q K R S K O H =K T M L % L S S L O L M U V
, , 焦油组分和有机硫化物模型化合物的选择 由 煤 气 化 产 生 的 高 温 煤 气 中 焦 油 成 分 复 杂! 多 环 化 合 物 含 量 较 多! 为此实验中选择 ’ 甲基萘 . 作为焦油的 模型化 合物 + 高 温 煤 气中 的 有 机 / 012 硫化物的含量在总硫中一般低于 ’ 主要包括 3 4! 氧 硫 化 碳" 噻 吩" 硫 醇 和 苯 并 噻 吩 等! 由于 $ " $ 5 5 6 6 含量 相 对较高且 为 实 验 方 便 起 见 ! 选择 $ 5 6作为本 实验有机硫化物的模型化合物 + , 7 实验流程 实验装置如图 ’所示 ! 主要由气源 " 反应器和尾 气 分析等部分组 成 ! 此装置可进行各污染物单独和 同时脱除的研究 + 设想经除尘后的高温煤气其净化 工艺是 8 首先将高温煤气中的有机硫转化成无机硫 ! 再 同 时 脱 除 1#9! 和 焦 油 类 化 合 物! 然后采用 #$ % 较 为 成 熟 的 高 温 煤 气 脱 硫 技 术! 把无机硫化物 脱除 + 为 此 ! 在同时 脱除 实验 时 ! 先 进 行有 机 / 2 #6 5 硫的转化 ! 其次进行其他污染物的脱除 + 各污染物被 在一定条件下与脱除 16 夹带进入固定床反应器中 ! 剂 进 行反应 ! 然后通过一定的方法分析尾气中各污 染物的含量 + 这样设置的流程和上述思路一致 ! 也是 在 #6 这和 工 5存在的条件下 进行各 污染物 的 脱除 ! 业 实际情况也 是一致的 + 对于 #$ 的 脱除 ! 当尾 气 %
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’ 3 * 测定 E 气体中的 #6 的 01 或萘通过苦味酸法 & 5含 ’ ’ * 量通过碘量法测 定 E 气体 中的氨 含量通 过中 和法 &
测定 +
讨 论 各污染物单 独 脱 除 的 研 究 基 础 上 ! 重点对这几 种污染物在相同条件下的同时脱除进行了研究 +
’ 实验部分
Rf RU g h L i M jk l N m n l gL i op L g a b Kc d L N c e VY N VW Y c Km c i b i q e g c K VM h np b Km b g L q l g bY c L N r L s
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池B 等 是 正 在 开 发 的 高 效X 低污染的洁净煤 F D5 E 5 利 用技 术 R 高温 煤 气 净 化 是 实 现 这 些 技 术 的 关 键 之 一 S 高温煤气中主要的污染物是固体粉尘与无机硫 化物 R 对其净化研究的报道较多 R 高温煤气中其他污 染物包 括 A 有 机 硫 化 合 物X 煤 焦 油 类 的 重 质 烃 类X 氮 化合物 X 钾与钠的碱金属化合物 X 煤气中 [5 及 [E #