本文關(guān)鍵詞：褐煤改性熱解焦催化劑對(duì)煙氣脫硫性能影響的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：煤炭燃燒是我國(guó)二氧化硫污染的主要來源,面對(duì)資源與環(huán)境的緊迫現(xiàn)狀,尋找新型技術(shù)來解決燃燒煤炭時(shí)的煙氣脫硫問題尤為重要。熱解焦作為煤熱解的產(chǎn)物,因其既可滿足環(huán)境需求,又能充分使用資源而受到廣泛關(guān)注。本文選用鄂爾多斯褐煤熱解焦為原料,通過對(duì)其進(jìn)行氧化改性、水蒸氣活化,并浸漬負(fù)載金屬氧化物,以高溫煅燒制得的改性熱解焦負(fù)載型催化劑為模型,探討了改性熱解焦對(duì)煙氣脫硫反應(yīng)的催化作用及脫硫機(jī)理,并分析了不同的改性技術(shù)及工藝條件對(duì)改性熱解焦脫硫性能的影響成因及規(guī)律。本文采用等體積浸漬法,選取不同族系的14種金屬氧化物作為活性組分,以褐煤熱解焦作為載體制備負(fù)載型催化劑,在固定床反應(yīng)器上研究不同活性組分對(duì)其脫硫效果的影響,并用掃描電子顯微鏡(SEM)、X射線衍射儀(XRD)研究了催化劑的形貌、孔結(jié)構(gòu)及脫硫規(guī)律,結(jié)果表明其中同一族系的金屬氧化物對(duì)脫硫性能表現(xiàn)出的相似性與它們的外層電子結(jié)構(gòu)有關(guān),而過渡金屬氧化物對(duì)脫硫性能的影響與金屬氧化物的半導(dǎo)體類型有關(guān),第Ⅷ族Fe、Co、Ni的氧化物催化劑對(duì)脫硫性能表現(xiàn)出的差異性與它們的d特性百分?jǐn)?shù)(%)有關(guān),在一定的d%范圍內(nèi)(39%-40%),催化劑的催化活性較高。其次,制備褐煤熱解焦催化劑并對(duì)其進(jìn)行硝酸改性及水蒸氣活化處理,通過脫硫?qū)嶒?yàn)篩選出脫硫效果不同的催化劑作為載體,分析不同的工藝條件對(duì)催化劑脫硫效果的影響,通過正交分析,影響因素的強(qiáng)弱順序?yàn)?改性溶液的種類焙燒時(shí)間改性溶液濃度固液比焙燒溫度,改性溶液的種類是對(duì)脫硫率影響最大的因素。硝酸改性的效果最好,脫硫率維持100%的時(shí)間最長(zhǎng),且酸濃度越大其吸收二氧化硫的能力越強(qiáng);硝酸改性后的熱解焦經(jīng)水蒸氣活化后,脫硫性能得到提升,改性-活化熱解焦脫硫效果受3個(gè)因素影響的順序?yàn)?活化溫度活化劑流量活化時(shí)間,活化后的熱解焦微孔比表面積增加,制得的催化劑脫硫性能隨之升高。其中,800℃、0.264L/h、1.5h活化條件下的改性熱解焦的比表面積、表面活性位含量相應(yīng)增加,脫硫效果最好;最終通過實(shí)驗(yàn)將篩選的活性組分與載體結(jié)合,制備負(fù)載型催化劑并進(jìn)行脫硫效果的測(cè)試。經(jīng)過試驗(yàn)結(jié)果的對(duì)比,在幾組類型催化劑中,硝酸改性-活性負(fù)載型催化劑的脫硫效果最好,穿透時(shí)間為3min左右,且至脫硫效率為70%時(shí)持續(xù)6min,對(duì)褐煤熱解焦進(jìn)行硝酸改性和水蒸氣活化處理后再負(fù)載金屬所制備的負(fù)載型催化劑是制備脫硫催化劑的最優(yōu)條件。通過與其他脫硫工藝的比較分析后,將熱解焦載體改性并與活性組分結(jié)合,在載體與負(fù)載金屬均性能優(yōu)良的基礎(chǔ)上制備出高效的新型脫硫催化劑,經(jīng)過分析認(rèn)為其對(duì)脫除煙氣中SO_2技術(shù)有較好的實(shí)際應(yīng)用前景,是一種環(huán)保高效的脫硫方法。
【關(guān)鍵詞】：褐煤改性熱解焦 活性組分 負(fù)載型催化劑 煙氣脫硫
【學(xué)位授予單位】：西安科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：X701.3
【目錄】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-10
• 1 緒論10-29
• 1.1 研究背景10-11
• 1.1.1 二氧化硫的來源10
• 1.1.2 二氧化硫的危害10-11
• 1.1.3 二氧化硫的控制情況11
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-19
• 1.2.1 煙氣脫硫相關(guān)技術(shù)的分類11-19
• 1.3 煙氣脫硫催化劑19-26
• 1.3.1 催化劑分類19-21
• 1.3.2 催化劑的反應(yīng)機(jī)理21-23
• 1.3.3 催化劑的制備方法23-24
• 1.3.4 催化劑的改性方法24-26
• 1.3.5 催化劑的再生26
• 1.4 選題依據(jù)、研究?jī)?nèi)容和技術(shù)路線26-28
• 1.4.1 選題依據(jù)26-27
• 1.4.2 研究?jī)?nèi)容27
• 1.4.3 技術(shù)路線27-28
• 1.5 本章小結(jié)28-29
• 2 實(shí)驗(yàn)部分29-40
• 2.1 實(shí)驗(yàn)原料、試劑及設(shè)備29-31
• 2.1.1 實(shí)驗(yàn)原料29
• 2.1.2 化學(xué)試劑29-30
• 2.1.3 儀器與設(shè)備30-31
• 2.2 催化劑的制備31-36
• 2.2.1 熱解焦的制備31
• 2.2.2 金屬負(fù)載型催化劑的制備31-33
• 2.2.3 改性熱解焦的制備33-36
• 2.2.4 改性-活性熱解焦金屬負(fù)載型催化劑的制備36
• 2.3 催化劑的活性評(píng)價(jià)36-38
• 2.3.1 實(shí)驗(yàn)裝置36-37
• 2.3.2 氣體配置及反應(yīng)條件37
• 2.3.3 評(píng)價(jià)指標(biāo)37-38
• 2.4 催化劑的性能表征38-39
• 2.4.1 X射線衍射分析方法38
• 2.4.2 掃描電子顯微鏡分析方法38-39
• 2.5 本章小結(jié)39-40
• 3 負(fù)載型催化劑脫硫性能的研究40-52
• 3.1 活性組分的篩選40-41
• 3.2 催化劑的活性評(píng)價(jià)41-43
• 3.2.1 ⅠA族元素催化劑對(duì)脫硫率的影響41-42
• 3.2.2 ⅡA族元素催化劑對(duì)脫硫率的影響42
• 3.2.3 過渡金屬元素催化劑對(duì)脫硫率的影響42-43
• 3.3 催化劑的性能表征43-47
• 3.3.1 金屬氧化物催化劑的XRD分析43-45
• 3.3.2 金屬氧化物催化劑的SEM分析45-47
• 3.4 催化劑反應(yīng)機(jī)理分析47-51
• 3.4.1 金屬氧化物催化劑的外層電子排列與催化活性的關(guān)系47-49
• 3.4.2 半導(dǎo)體類型與催化活性的關(guān)系49-50
• 3.4.3 價(jià)鍵模型和d特性百分?jǐn)?shù)（d%）與催化活性的關(guān)系50-51
• 3.5 本章小結(jié)51-52
• 4 氧化改性催化劑脫硫性能的研究52-58
• 4.1 不同氧化改性條件對(duì)熱解焦脫硫性能影響的研究52-53
• 4.2 硝酸改性對(duì)脫硫率的影響53-54
• 4.3 雙氧水改性對(duì)脫硫率的影響54-55
• 4.4 磷酸改性對(duì)脫硫率的影響55-56
• 4.5 硫酸改性對(duì)脫硫率的影響56-57
• 4.6 本章小結(jié)57-58
• 5 硝酸改性-活性熱解焦催化劑脫硫性能的研究58-66
• 5.1 不同活化條件對(duì)改性-活化熱解焦脫硫性能影響的研究58-59
• 5.2 不同活化溫度對(duì)改性-活化熱解焦脫硫性能的影響59-60
• 5.3 不同活化時(shí)間對(duì)改性-活化熱解焦的脫硫性能的影響60-61
• 5.4 不同水蒸氣流量對(duì)改性-活化熱解焦脫硫性能的影響61-62
• 5.5 掃描電鏡（SEM）對(duì)催化劑的性能表征62-63
• 5.6 硝酸改性-活性熱解焦負(fù)載型催化劑脫硫性能的研究63-64
• 5.7 本章小結(jié)64-66
• 6 結(jié)論與展望66-68
• 6.1 論文的主要結(jié)論66-67
• 6.2 論文的創(chuàng)新點(diǎn)67
• 6.3 有待深入研究的問題67-68
• 致謝68-69
• 參考文獻(xiàn)69-73
• 附錄73

【相似文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：408221