炭基吸附劑選擇性催化氧化低溫脫硫工藝基礎(chǔ)畢業(yè)論文

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1、申請碩士學(xué)位論文炭基吸附劑選擇性催化氧化低溫脫硫工藝基礎(chǔ)BasicStudyonHotGasDesulfurizationwithCarbonBasedSorbentsbySelectiveCatalyticOxidationADissertationSubmittedtoGraduateUniversityofChineseAcademyofSciencesAsaRequirementforAdmissiontotheMasterDegreeofChemicalEngineering摘要我國是世界上以煤為主要能源的大國，煤炭資源豐富而缺油少氣，決定了潔凈煤技術(shù)在我國未來能源發(fā)

2、展中重要的戰(zhàn)略地位。近年來，以煤氣化為基礎(chǔ)的聯(lián)合循環(huán)發(fā)電技術(shù)（IGCC）和多聯(lián)產(chǎn)技術(shù)，因其高效率、低污染越發(fā)受到人們的青睞。其中干法熱煤氣脫硫凈化技術(shù)是關(guān)鍵組成部分，具有簡化工藝流程，降低設(shè)備投資，提高系統(tǒng)效率的優(yōu)點(diǎn)。當(dāng)前，熱煤氣脫硫技術(shù)和工藝的研究集中在350～550℃之間，而大規(guī)模加壓氣化水洗后煤氣溫度在150～250℃，在此低溫下，炭基吸附劑選擇性氧化脫硫具有一定的應(yīng)用潛力，然而有關(guān)低溫炭基吸附劑的性質(zhì)對脫硫性能的影響及其工藝影響因素等認(rèn)識(shí)尚不深入。因此，本論文旨在考察炭基吸附劑的物理化學(xué)性質(zhì)和工藝條件對低溫脫硫及再生性能的影響，為熱煤氣炭基吸附劑選擇性催化氧化脫除H2S

3、新工藝的開發(fā)提供理論依據(jù)和技術(shù)支持。論文包括以下六個(gè)章節(jié)：第一章為文獻(xiàn)綜述及課題選擇。對煤氣凈化方法中濕法脫硫和干法脫硫的研究及應(yīng)用現(xiàn)狀進(jìn)行了綜述，重點(diǎn)比較了高溫干法脫硫和中低溫干法脫硫的優(yōu)缺點(diǎn)，闡明了活性炭（焦）低溫脫硫技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，并對目前該技術(shù)的發(fā)展和研究現(xiàn)狀進(jìn)行了分析，在此基礎(chǔ)上提出了課題選擇的依據(jù)和主要的研究內(nèi)容。第二章為本研究所用實(shí)驗(yàn)裝置和主要測試手段。介紹了實(shí)驗(yàn)設(shè)備、分析方法和表征手段。第三章考察了脫硫劑的物理化學(xué)性質(zhì)對脫硫及再生性能的影響。借助BET、XPS等分析表征手段發(fā)現(xiàn)脫硫劑的脫硫性能與其BET比表面積、微孔面積、總孔容、微孔容等織構(gòu)參數(shù)的大小以及表面含氧官

4、能團(tuán)的含量相關(guān)性較差，而與孔徑大小和表面堿性位含量有良好的相關(guān)性，即適宜低溫脫硫的孔徑為3～4nm，脫硫性能與表面堿性位含量成正比。通過脫硫及再生綜合性能考察，發(fā)現(xiàn)新華活性焦為較理想的吸附劑。第四章考察了脫硫劑改性后的脫硫及再生性能。由于低溫下單一的活性焦活性差、脫硫效率低，因此采用負(fù)載金屬方法改性，選用含釩溶液以及不同濃度的碳酸鈉、碳酸鉀溶液作為活性焦的改性浸漬液，改性脫硫劑的脫硫活性明顯改善，隨著浸漬液濃度的增加，脫硫劑的脫硫效率并未單調(diào)增加，而是存在一個(gè)最佳浸漬濃度，并且發(fā)現(xiàn)浸漬K、Na的活性焦的再生性能差，而浸漬V的活性焦的再生性能良好。第五章考察了脫硫工藝條件對脫硫劑

5、脫硫性能的影響，包括空速、O2/H2S比、H2以及水蒸氣含量的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，空速在2000～6000h-1范圍內(nèi)對脫硫精度和硫容影響較?。籋2對脫硫劑脫硫性能有負(fù)面影響，而水蒸氣對脫硫劑的脫硫性能有促進(jìn)作用；同時(shí)發(fā)現(xiàn)O2/H2S比值大于化學(xué)反應(yīng)計(jì)量系數(shù)比時(shí)脫硫性能增加較少，而生成SO2量增加。最后進(jìn)行了脫硫劑的循環(huán)硫化—再生性能評價(jià)。第六章為工作總結(jié)和展望。對論文工作進(jìn)行總結(jié)，指出了論文的創(chuàng)新點(diǎn)及有待進(jìn)一步深入研究的問題，指明了今后工作的方向。關(guān)鍵詞：熱煤氣脫硫，活性炭（焦），改性，H2S，催化氧化ABSTRACTBasicStudyonHotGasDesulfuriza

6、tionwithCarbonBasedSorbentsbySelectiveCatalyticOxidationWuBo(ChemicalEngineering)Directedby：ProfessorHuangJiejieChinaisoneofthelargestcountriesusingcoalasthechiefenergysources.ThefeatureofChineseenergyresourcerichincoalbutlackingforoilandgasmakesthecleancoaltechnologyanimportantstatusforthee

7、nergydevelopmentstrategyinthefuture.Inrecentyears,integratedgasificationcombinedcycle(IGCC)andmulti-productiontechnologiesbasedoncoalgasificationhavebeenattractingmoreandmoreattentionforthehighefficiencyandlowpollution,inwhichthehotgasdesulfurizati