沼氣是多種微生物在厭氧條件下發(fā)酵有機(jī)物質(zhì)產(chǎn)生的可燃?xì)怏w,是一種具有較高熱值的新型可再生能源。微生物厭氧發(fā)酵過程會(huì)產(chǎn)生一定量硫化氫氣體,該氣體不僅能夠直接危害人體,還會(huì)腐蝕沼氣輸送管道及燃燒設(shè)備,同時(shí)燃燒產(chǎn)物二氧化硫也會(huì)造成二次污染。因此利用沼氣生產(chǎn)民用燃?xì)鈺r(shí),必須脫除沼氣中硫化氫氣體。為開發(fā)炭材料吸附脫除沼氣中硫化氫新工藝,本課題開展了如下研究工作:通過模板法制備特定孔徑尺寸的炭材料,并對其進(jìn)行氧化改性,結(jié)合結(jié)構(gòu)表征及脫硫產(chǎn)物分析,研究孔徑尺寸與改性方式對硫化氫氣體吸附性能的影響;通過正交試驗(yàn)和單因素實(shí)驗(yàn),研究水蒸氣濃度、硫化氫入口濃度、反應(yīng)溫度、體積空速等操作條件對脫硫效果的影響;基于多次再生活性炭脫硫?qū)嶒?yàn)結(jié)果,設(shè)計(jì)椰殼活性炭脫除沼氣中低濃度硫化氫的工藝流程并進(jìn)行簡要的經(jīng)濟(jì)性分析,為工業(yè)應(yīng)用提供參考。研究結(jié)果表明:微孔比表面積越大,炭材料脫硫性能越好;氧化改性可提高炭材料脫硫性能,氧化改性效果優(yōu)先順序?yàn)檠鯕飧男?gt;空氣改性>臭氧改性;椰殼活性炭主要脫硫產(chǎn)物是單質(zhì)硫,轉(zhuǎn)化率高達(dá)91.70～96.63%,而H2SO4及官能團(tuán)形式硫含量極少;椰殼活性炭脫硫的最佳工況為,水蒸氣濃度... 

【文章來源】：南京師范大學(xué)江蘇省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：59 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－２沼氣干濕法聯(lián)合脫硫系統(tǒng)工藝流程??

圖１－３活性炭脫硫過程示意圖??１．３．２孔隙結(jié)構(gòu)對脫除硫化氫的影響??活性炭的孔徑分布范圍廣，孔隙結(jié)構(gòu)復(fù)雜多變，如圖１－４所示。由于脫硫過程大??部分在活性炭的孔道中完成，因此孔徑尺寸分布對脫硫效果會(huì)產(chǎn)生較大的影響。??Ｓｒｅｅｒａｍａｍｕｒｔｈｙ等［５１】利用電子探針對脫硫后的硫沉積進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)硫先在大孔??中以２０個(gè)硫原子的厚度沉積，占總脫硫能力的７０％，之后才在微孔中以４個(gè)硫原子??厚度沉積。Ｂａｓｈｋｏｖａ等［５２４人為微孔含量豐富的活性炭有利于硫化氫反應(yīng)生成二氧化??硫，而足夠的中孔能夠容納更多的脫硫產(chǎn)物，進(jìn)而延長硫化氫的飽和時(shí)間。譚小耀等??【５３］用不同孔徑的活性炭和硫化氫反應(yīng)，研究表明尺寸在１？４ｎｍ內(nèi)的孔徑有最高的脫??硫活性。盡管在國內(nèi)外己經(jīng)有眾多專家學(xué)者對活性炭孔隙結(jié)構(gòu)做了大量系統(tǒng)的研宄工??作，但是學(xué)術(shù)界對于何種孔隙結(jié)構(gòu)的活性炭脫硫效果最佳還沒有明確定論。??忤，＊?ａｍ．??ｍｆｍｎｍ?粒狄話性炭??圖活性炭孔隙結(jié)構(gòu)圖??１．３．３表面官能團(tuán)對脫除硫化氫的影響??活性炭表面的含氧和含氮官能團(tuán)對其吸附特性也有重大影響。ＢａｎｄｏｓｚｔＭ的實(shí)驗(yàn)??發(fā)現(xiàn)含氧官能團(tuán)有助于水分子的吸收

??冷卻后呈果凍狀的樣品放入電熱鼓風(fēng)干燥箱中，保持溫度為３５°Ｃ，，密封裝袋。??（２）炭化??照圖２－１所示流程示意圖搭建實(shí)驗(yàn)臺(tái)，連接好管路并檢查裝置氣密性。炭化過程可能會(huì)產(chǎn)生氮氧化物，所以其尾氣處理需用氫氧化鈉溶液吸

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]起始pH對秸稈與污泥混合發(fā)酵產(chǎn)氫產(chǎn)甲烷的影響[J]. 劉頔,李茹瑩,季民,梁軍峰,蔡彥明.  農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào). 2013(06)
[2]產(chǎn)氫菌對沼氣發(fā)酵的生物強(qiáng)化作用[J]. 王芳,劉曉飛,劉曉風(fēng),袁月祥,閆志英,賀蓉娜,廖銀章.  應(yīng)用與環(huán)境生物學(xué)報(bào). 2013(02)
[3]半焦脫硫劑的制備及其H2S脫除性能[J]. 于英民,孫翔,李春虎.  環(huán)境化學(xué). 2012(12)
[4]活性炭的表面改性技術(shù)及其應(yīng)用研究進(jìn)展[J]. 張小康,蔣豫,趙軍,吳光前.  污染防治技術(shù). 2012(01)
[5]脫硫劑的研究進(jìn)展[J]. 謝璐,奕亞芬,胡新顏,鄭文,陳瑤,馬劍華.  遼寧化工. 2011(10)
[6]干法脫除硫化氫技術(shù)研究進(jìn)展[J]. 顏杰,李紅,劉科財(cái),唐楷,葉文靜.  四川化工. 2011(05)
[7]提升沼氣在中國天然氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展中的戰(zhàn)略地位[J]. 李景明.  天然氣工業(yè). 2011(08)
[8]車用燃料發(fā)展和研究現(xiàn)狀及其未來展望[J]. 姚春德,許漢君.  汽車安全與節(jié)能學(xué)報(bào). 2011(02)
[9]歐盟國家新興的生物天然氣產(chǎn)業(yè)[J]. 程序,朱萬斌.  中外能源. 2011(06)
[10]沼氣工程發(fā)展現(xiàn)狀與問題探討[J]. 趙玲,劉慶玉,牛衛(wèi)生,胡艷清.  農(nóng)機(jī)化研究. 2011(04)

碩士論文
[1]禽糞便好氧堆肥氧化脫除H2S菌株的篩選及效果研究[D]. 趙冬梅.東北農(nóng)業(yè)大學(xué) 2013
[2]活性炭基脫硫劑制備與再生技術(shù)的研究[D]. 周維奇.上海交通大學(xué) 2013
[3]土霉素和銅對厭氧微生物群落結(jié)構(gòu)多樣性動(dòng)態(tài)特征的影響[D]. 趙鑫.沈陽航空航天大學(xué) 2013
[4]活性炭基二硫化碳水解催化劑的篩選及動(dòng)力學(xué)研究[D]. 何丹.昆明理工大學(xué) 2012



本文編號：3062004