粉末活性炭還原二氧化硫回收硫磺的沉降爐試驗(yàn)研究
發(fā)布時(shí)間：2022-01-11 21:28
針對(duì)我國(guó)硫磺資源短缺現(xiàn)狀及當(dāng)前脫硫技術(shù)無(wú)法實(shí)現(xiàn)SO2資源化利用的問(wèn)題,提出了以活性炭粉末為還原劑,氣固兩相流動(dòng)下還原SO2為單質(zhì)硫的方法。研究了反應(yīng)溫度、C/SO2摩爾比及CO,H2,CO2和水蒸氣體積分?jǐn)?shù)對(duì)反應(yīng)的影響。研究表明:較高的反應(yīng)溫度和C/SO2摩爾比有利于提升活性炭對(duì)SO2的還原效率和反應(yīng)速率,且對(duì)COS生成的促進(jìn)不大,單質(zhì)S選擇性較高;CO和H2的加入均可顯著提高SO2轉(zhuǎn)化率,但反應(yīng)過(guò)程中生成大量的含S副產(chǎn)物,導(dǎo)致單質(zhì)S選擇性降低;CO2對(duì)整體反應(yīng)影響輕微;H2O的加入影響Claus反應(yīng)平衡,導(dǎo)致H2S生成量增加,單質(zhì)S選擇性顯著降低。經(jīng)濟(jì)性分析表明:工藝主要成本為加熱能耗和活性炭反應(yīng)物耗;每脫除1 g的SO2,可產(chǎn)出硫磺0.38 g,消耗活性炭0.16 g,同時(shí)帶來(lái)1.7 kJ的能耗。該研...
【文章來(lái)源】：華電技術(shù). 2020,42(10)
【文章頁(yè)數(shù)】：9 頁(yè)
【部分圖文】：
一維沉降爐試驗(yàn)系統(tǒng)
與固定床反應(yīng)試驗(yàn)結(jié)果不同，雖然反應(yīng)時(shí)間顯著增加，但COS生成量相比固定床試驗(yàn)系統(tǒng)明顯減少。各反應(yīng)工況中，COS體積分?jǐn)?shù)均低于0.1%，單質(zhì)S產(chǎn)率與SO2轉(zhuǎn)化率十分接近。雖然隨著溫度的升高，COS體積分?jǐn)?shù)略有升高，但900℃時(shí)，SO2轉(zhuǎn)化為單質(zhì)S的選擇性依然在98%以上。這是由于在C還原SO2過(guò)程中，COS并非反應(yīng)中間產(chǎn)物，而是C+SO2=CO2+S反應(yīng)后，由于CO存在而生成的副產(chǎn)物[17]。相比固定床反應(yīng)系統(tǒng)，在沉降爐系統(tǒng)反應(yīng)過(guò)程中，還原SO2反應(yīng)生成的CO2與活性炭生成的CO量較少；同時(shí)，由于SO2未被完全轉(zhuǎn)化，生成的CO更多地與SO2反應(yīng)生成單質(zhì)S，因此，沉降爐反應(yīng)系統(tǒng)中生成的COS較少。2.2 C/SO2摩爾比對(duì)SO2還原的影響
在CO/SO2摩爾比對(duì)SO2還原影響的研究中，固定載氣中SO2的體積分?jǐn)?shù)，通過(guò)調(diào)整CO的體積分?jǐn)?shù)實(shí)現(xiàn)CO/SO2摩爾比的變化，其中：載氣流量為5 L/min,SO2體積分?jǐn)?shù)為10%,CO體積分?jǐn)?shù)為0～30%。從圖4所示的800℃下CO/SO2摩爾比對(duì)SO2轉(zhuǎn)化率的影響規(guī)律可以看出：隨著CO/SO2摩爾比的增加，顯著增加；CO的加入明顯提高了SO2的初始反應(yīng)速率，無(wú)CO參與反應(yīng)時(shí)，在反應(yīng)最初的2.5 s,約為25%，而當(dāng)CO/SO2摩爾比為3時(shí)，在2.5 s內(nèi)已超過(guò)90%,CO/SO2摩爾比為1和2時(shí)，前2.5 s內(nèi)也達(dá)到75%以上，之后剩余SO2逐漸反應(yīng)最終完全轉(zhuǎn)化。
【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]2016年中國(guó)硫磺市場(chǎng)統(tǒng)計(jì)及分析[J]. 司斌. 硫酸工業(yè). 2017(03)
[2]用熱解還原法生產(chǎn)硫磺的工業(yè)實(shí)驗(yàn)研究[J]. 張躍,楊守明,王國(guó)良,幸典成,鄧仔萍. 硅酸鹽通報(bào). 2013(04)
[3]固定床反應(yīng)器活性炭還原SO2制單質(zhì)硫的研究[J]. 劉公召,梅曉丹,顧齊欣. 化學(xué)世界. 2012(02)
[4]Kinetic study on desulfurization and denitrification using microwave irradiation over activated carbon[J]. MA ShuangChen,YAO JuanJuan,JIN Xin & ZHANG Bo School of Environment,North China Electric Power University,Baoding 071003,China. Science China（Technological Sciences）. 2011(09)
博士論文
[1]活性炭/熱解氣耦合還原SO2為單質(zhì)S的過(guò)程研究[D]. 馮太.山東大學(xué) 2017
本文編號(hào)：3583489
【文章來(lái)源】：華電技術(shù). 2020,42(10)
【文章頁(yè)數(shù)】：9 頁(yè)
【部分圖文】：
一維沉降爐試驗(yàn)系統(tǒng)
與固定床反應(yīng)試驗(yàn)結(jié)果不同，雖然反應(yīng)時(shí)間顯著增加，但COS生成量相比固定床試驗(yàn)系統(tǒng)明顯減少。各反應(yīng)工況中，COS體積分?jǐn)?shù)均低于0.1%，單質(zhì)S產(chǎn)率與SO2轉(zhuǎn)化率十分接近。雖然隨著溫度的升高，COS體積分?jǐn)?shù)略有升高，但900℃時(shí)，SO2轉(zhuǎn)化為單質(zhì)S的選擇性依然在98%以上。這是由于在C還原SO2過(guò)程中，COS并非反應(yīng)中間產(chǎn)物，而是C+SO2=CO2+S反應(yīng)后，由于CO存在而生成的副產(chǎn)物[17]。相比固定床反應(yīng)系統(tǒng)，在沉降爐系統(tǒng)反應(yīng)過(guò)程中，還原SO2反應(yīng)生成的CO2與活性炭生成的CO量較少；同時(shí)，由于SO2未被完全轉(zhuǎn)化，生成的CO更多地與SO2反應(yīng)生成單質(zhì)S，因此，沉降爐反應(yīng)系統(tǒng)中生成的COS較少。2.2 C/SO2摩爾比對(duì)SO2還原的影響
在CO/SO2摩爾比對(duì)SO2還原影響的研究中，固定載氣中SO2的體積分?jǐn)?shù)，通過(guò)調(diào)整CO的體積分?jǐn)?shù)實(shí)現(xiàn)CO/SO2摩爾比的變化，其中：載氣流量為5 L/min,SO2體積分?jǐn)?shù)為10%,CO體積分?jǐn)?shù)為0～30%。從圖4所示的800℃下CO/SO2摩爾比對(duì)SO2轉(zhuǎn)化率的影響規(guī)律可以看出：隨著CO/SO2摩爾比的增加，顯著增加；CO的加入明顯提高了SO2的初始反應(yīng)速率，無(wú)CO參與反應(yīng)時(shí)，在反應(yīng)最初的2.5 s,約為25%，而當(dāng)CO/SO2摩爾比為3時(shí)，在2.5 s內(nèi)已超過(guò)90%,CO/SO2摩爾比為1和2時(shí)，前2.5 s內(nèi)也達(dá)到75%以上，之后剩余SO2逐漸反應(yīng)最終完全轉(zhuǎn)化。
【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]2016年中國(guó)硫磺市場(chǎng)統(tǒng)計(jì)及分析[J]. 司斌. 硫酸工業(yè). 2017(03)
[2]用熱解還原法生產(chǎn)硫磺的工業(yè)實(shí)驗(yàn)研究[J]. 張躍,楊守明,王國(guó)良,幸典成,鄧仔萍. 硅酸鹽通報(bào). 2013(04)
[3]固定床反應(yīng)器活性炭還原SO2制單質(zhì)硫的研究[J]. 劉公召,梅曉丹,顧齊欣. 化學(xué)世界. 2012(02)
[4]Kinetic study on desulfurization and denitrification using microwave irradiation over activated carbon[J]. MA ShuangChen,YAO JuanJuan,JIN Xin & ZHANG Bo School of Environment,North China Electric Power University,Baoding 071003,China. Science China（Technological Sciences）. 2011(09)
博士論文
[1]活性炭/熱解氣耦合還原SO2為單質(zhì)S的過(guò)程研究[D]. 馮太.山東大學(xué) 2017
本文編號(hào)：3583489
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