【摘要】：隨著焦?fàn)t氣廢氣排放標(biāo)準(zhǔn)中含硫量標(biāo)準(zhǔn)的日趨嚴(yán)格,傳統(tǒng)的氧化鋅吸附脫硫技術(shù)因其低溫硫容低、再生性能差、操作條件苛刻,已經(jīng)不能滿足焦?fàn)t氣脫硫的需要,而以ZnO為基礎(chǔ)的添加CuO、Fe2O3、MnO、Al2O3等為促進(jìn)劑的精細(xì)脫硫劑,因其脫硫精度高、使用便捷、性能穩(wěn)定、低溫硫容高等優(yōu)點(diǎn),在廢氣凈化領(lǐng)域占據(jù)著重要的地位,但對(duì)于金屬改性的機(jī)理,制備條件對(duì)脫硫劑結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的影響,以及共沉淀劑、助劑方面還有待于進(jìn)一步研究。本文主要內(nèi)容如下：以聚乙二醇為分散劑、硝酸銅(Cu(NO3)2·3H2O)、硝酸鋅(Zn(NO3)2·6H2O)、硝酸鐵(Fe(NO3)3·9H2)、硝酸鈣(Ca(NO3)2·4H2O)、硝酸鈷(Co(NO3)2·6H2O)、硝酸鎳(Ni(NO3)2·6H2O)為離子源,采用超聲輔助共沉淀法制備了一系列鋅基脫硫劑,重點(diǎn)研究了鋅基脫硫劑的制備條件、反應(yīng)條件、最優(yōu)助劑及最優(yōu)助劑的添加量等,并通過SEM、XRD、FT-IR等手段對(duì)其進(jìn)行了微觀表征,利用固定床反應(yīng)器評(píng)價(jià)了不同條件下制備脫硫劑的脫硫效果,重點(diǎn)對(duì)鋅基脫硫劑的制備條件、反應(yīng)條件、最優(yōu)助劑及最優(yōu)助劑的添加量進(jìn)行研究,利用固定床反應(yīng)器評(píng)價(jià)不同條件對(duì)脫硫劑的脫硫效果的影響。通過對(duì)比普通共沉淀法與超聲輔助共沉淀法,利用XRD、SEM、FT-IR進(jìn)行表征評(píng)價(jià),結(jié)果表明超聲應(yīng)用于鋅基脫硫劑能夠顯著提高脫硫劑活性組分的分散性、降低晶體顆粒大小、提高脫硫劑的硫容。通過改變超聲輔助共沉淀法制備脫硫劑的制備條件,分別考察了焙燒溫度、反應(yīng)溫度對(duì)脫硫劑性能的影響,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,實(shí)驗(yàn)制備的脫硫劑最佳焙燒溫度為600℃,最佳反應(yīng)溫度為450℃。鐵鋅基脫硫劑為光敏型半導(dǎo)體,Zn2+、Fe3+導(dǎo)帶中的電子數(shù)量影響導(dǎo)電率,提供的電子越多,導(dǎo)電率越高,鐵酸鋅表面的堿性就越強(qiáng),越有利于硫化氫的吸附。而金屬助劑能夠提高Zn2+、Fe3+導(dǎo)帶中的電子數(shù)量,從而提高鐵鋅基脫硫劑的脫硫能力。XRD、FT-IR表明,添加助劑Cu、Ca、Co、Ni均能不同程度提高鐵鋅基脫硫劑的活性組分分散性及脫硫劑晶粒的均勻程度。固定床反應(yīng)器評(píng)價(jià)顯示,助劑的加入不同程度提高了脫硫劑的硫容,并且Cu助劑提高效果最佳。針對(duì)最佳助劑Cu,詳細(xì)考察了不同添加量對(duì)脫硫劑脫硫性能的影響,以及多次脫硫再生后的穩(wěn)定性,結(jié)果顯示,添加10%(摩爾分?jǐn)?shù))的Cu助劑對(duì)脫硫劑的改善最好,而且改性后的脫硫劑性能穩(wěn)定。
【圖文】：

前景十分廣闊。逡逑焦?fàn)t煤氣能源制氨的最終目標(biāo)是從焦?fàn)t煤氣中制取高純度的氨氣資源。焦?fàn)t氣逡逑制氯流程如下圖１－１所示，可知焦?fàn)t煤氣經(jīng)過高溫脫硫后進(jìn)行甲婉重整反應(yīng)，生成逡逑一氧化碳Ｗ及氨氣，最后經(jīng)過一氧化碳的水蒸氣變換反應(yīng)產(chǎn)生氮?dú)�，從而將甲燒與逡逑一氧化碳都轉(zhuǎn)變?yōu)楦吣芰壳覠o污染的氨氣能源。但是，，焦?fàn)t煤氣本身含有一定量的逡逑無機(jī)與有機(jī)脫硫物，且多硫化氨的形式存在，也包括少量的有機(jī)硫，而這些硫的逡逑存在將影響后續(xù)操作中的甲燒重整和一氧化碳水煤氣轉(zhuǎn)化反應(yīng)，使其催化劑因硫中逡逑毒而喪失活性。為了防止催化劑發(fā)生中毒，脫硫物的允許濃度根據(jù)反應(yīng)條件的不同逡逑而不同，而且要求十分嚴(yán)格，在８００°Ｃ反應(yīng)時(shí)，允許的最高含硫濃度是Ｉｐｐｍ，由于逡逑部分氧化法中有氧氣的存在，并且操作溫度較高，所！Ｍ硫的允許袁高濃度可Ｗ稍微逡逑提氋

３．２鐵酸巧結(jié)構(gòu)分析逡逑３．２．１鐵酸巧脫除硫化氨逡逑鐵酸巧脫除硫化氨的反應(yīng)是一個(gè)非催化氣－固吸收反應(yīng)如圖３－１所示；逡逑｜Ｈ２＾邋＼＾ｓ＼逡逑１邋ＺｎＦｅ２0４｜邋戶邐＾邋Ｈｈ；。，逡逑ＩＨｚＳ］邋１邋ＦｅｊＳｓ］逡逑圖３－１邋ＺｎＦｅ２0４脫流示意圖逡逑Ｆｉｇ．３－１邋Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ邋ｄｉａｇｒａｍ邋ｏｆ邋ｄｅｓｕｌｆｕｒｉｚａｔｉｏｎ邋ｏｆ邋ＺｎＦｅ２0４逡逑由于反應(yīng)平衡常數(shù)很大，反應(yīng)進(jìn)行得非常徹底。反應(yīng)過程中，首先是氣相中的逡逑硫化氨分子從氣相主體擴(kuò)散至脫硫劑表面并進(jìn)行吸附，隨后硫化氨分子在鐵酸巧晶逡逑體表面發(fā)生去質(zhì)子過程，生成Ｓ２’，使得自身電子濃度發(fā)生改變，生成的Ｓ２？向鐵酸鋒逡逑晶體擴(kuò)散，與Ｚｎ２＋、Ｆｅ３＋離子反應(yīng)生成ＺｎＳ、Ｆｅ２Ｓ３，同時(shí)鐵酸巧中的０２響表面擴(kuò)散，逡逑其中尖晶石結(jié)構(gòu)（如圖３－２所示）中的０２１邋巧體積更大的Ｓ２１巧取代，使的空率明顯下降。逡逑只有內(nèi)層鐵酸鋒晶格上的０２？不斷向外層擴(kuò)散，與外層的Ｓ２—進(jìn)行交換才能使反應(yīng)不逡逑間斷進(jìn)行。逡逑ＺｎＦｅ２０４逡逑々逡逑義義逡逑圖３－２ＺｎＦｅ２0４晶體結(jié)構(gòu)圖逡逑Ｆｉｇ．３－２邋Ｃｒｙｓｔａｌ邋ｓｔｒｕｃＵｉｒｅ邋ｏｆ邋ＺｎＦｅ２0４逡逑鐵酸巧脫硫反應(yīng)主要集中在產(chǎn)物層與未反應(yīng)鐵酸巧晶核的界面上
【學(xué)位授予單位】：青島科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：X784

【參考文獻(xiàn)】

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1 王明;機(jī)械化學(xué)法制備鐵酸鋅和羥基磷灰石過程的結(jié)構(gòu)宏觀動(dòng)力學(xué)研究[D];中南大學(xué);2007年

本文編號(hào)：2690636