本文關鍵詞：氧化鐵高溫煤氣脫硫劑再生動力學研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著我國社會經濟的日益發(fā)展,能源已經成為國民經濟發(fā)展的支柱。煤炭在我國一次消費能源中更是占據首位。但是,煤的開采和直接燃燒已經造成了非常嚴重的生態(tài)和環(huán)境污染問題。隨著我國煤炭資源的不斷開發(fā)與利用,低階煤將成為我國未來煤炭資源的主要利用類型。因此,煤炭資源特別是低階煤的潔凈轉化與利用對我國國民經濟和社會發(fā)展以及環(huán)境保護有著至關重要的意義。至今研究與開發(fā)的煤炭潔凈轉化利用技術,如IGCC(整體煤氣化聯合循環(huán)發(fā)電),FC(燃料電池發(fā)電),CPG(煤基多聯產)等由于具有熱效率高,污染低等優(yōu)點。硫化物的脫除在上述先進的煤炭轉化利用技術中至關重要,而中高溫脫硫技術成為上述潔凈轉化技術的重要環(huán)節(jié)。為適應工業(yè)應用的需求,高溫煤氣脫硫劑必須同時具備良好的脫硫性能及再生性能。本論文采用沉淀法制備出Fe2O3金屬氧化物作為高溫煤氣脫硫劑,然后分別在熱重(TG)和固定床反應器上進行三種不同氣氛(O2、SO2、O2-SO2)下氧化鐵脫硫劑的再生動力學研究。實驗結果表明：①O2氣氛下再生時,硫化樣FeS與氧氣的反應產物主要為Fe2O3和SO2。依據氣固相非催化反應動力學模型(等效粒子模型),在熱天平與固定床裝置上,氧化鐵脫硫劑的再生反應速率對氧氣濃度是一級反應,氧化鐵脫硫劑的再生過程存在動力學控制步驟的轉移,再生的起始階段受化學反應控制,隨著反應的進行,再生過程受內擴散控制,獲得動力學參數分別為：化學反應速率常數的指前因子kso為0.166m/s,化學反應活化能E。為50.77kJ/mol,內擴散有效系數的指前子Deo為1.06×10-4 m2/s,擴散活化能Ep為26.47kJ/mol;化學反應速率常數的指前因子kso為0.572m/s,化學反應活化能Ea為41.09kJ/mol;內擴散有效系數的指前因子Deo為1.77×10-2m2/s,擴散活化能Ep為23.94kJ/mol。②SO2氣氛下再生,硫化樣FeS與二氧化硫的再生產物主要為Fe304和單質S。依據氣固相非催化反應動力學模型(等效粒子模型),在熱天平與固定床裝置上,氧化鐵脫硫劑的再生反應速率對二氧化硫濃度是一級反應,氧化鐵脫硫劑的再生過程存在動力學控制步驟的轉移,再生的起始階段受化學反應控制,隨著反應的進行,再生過程受內擴散控制,獲得動力學參數分別為：化學反應速率常數的指前因子kso為0.0063m/s,化學反應活化能Ea為145.31kJ/mol,內擴散有效系數的指前因子Deo為4.38×10-3m2/s,擴散活化能Ep為50.73kJ/mol;化學反應速率常數的指前因kso為0.022m/s,化學反應活化能Ea為122.32 kJ/mol,內擴散有效系數的指前因子Deo為5.6×10-3m2/s,擴散活化能Ep為39.32kJ/mol。③在S02-O2協同氣氛下再生時,再生產物為：三氧化二鐵、四氧化三鐵、二氧化硫與單質硫。在相同的實驗條件下,協同氣氛再生所用時間明顯短于單氣氛下再生,即協同氣氛更有利于再生。通過比較,在三組配比濃度中,2.0%(02)-33.25%(S02)的協同再生效果最好,2.0%(O2)-33.25%(SO2)的失重量遠高于單氣氛氧氣2.0%與二氧化硫33.25%失重量
【關鍵詞】：
【學位授予單位】：太原理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TQ546.5

  本文關鍵詞：氧化鐵高溫煤氣脫硫劑再生動力學研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：426151