碳气凝胶高温煤气脱硫剂的制备与性能研究

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1、分类号X511密级单位代号10256学号15201019专业学位硕士学位论文MASTERTHESISFORPROFESSIONALDEGREE碳气凝胶高温煤气脱硫剂的制备与性能研究学位申请人：张文博指导教师：李芳芹吴江专业名称：动力工程及工程热物理动力工程学位类别：工程硕士所属院系：能源与机械工程学院2018年5月分类号X511密级单位代号10256学号15201019上海电力学院专业学位硕士学位论文碳气凝胶高温煤气脱硫剂的制备与性能研究学位申请人：张文博指导教师：李芳芹吴江专业名称：动力工程及工

2、程热物理动力工程学位类别：工程硕士论文定稿日期：2018.05上海电力学院位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日上海电力学院学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向

3、国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权上海电力学院可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在年解密后适用本授权书。本学位论文属于不保密□。（请在以上方框内打“√”）学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日摘要碳气凝胶高温煤气脱硫剂的制备与性能研究摘要能源是经济发展的基础，伴随而来的能源消耗与环境污染问题也越来越严重。整体煤气化联合循环发电（IGCC）是一项先进的洁净煤

4、发电技术，实现了煤气化技术与联合循环的高效结合、应用，具有环境效益好、发电效率高等特点。粗煤气中含有的H2S会对IGCC后续系统特别是燃气轮机产生腐蚀，造成设备故障，影响其工作稳定性、可靠性；其中含有的汞，属于重金属污染物，汞剧毒、易挥发并生物累积。因此在粗煤气进入燃气轮机燃烧前，需对其进行净化，脱除硫化物、汞等。其中的关键技术则是高温煤气脱硫、脱汞技术，开发适宜的高温煤气脱硫脱汞催化剂。本文采用钼基作为脱硫剂的活性组分，以碳气凝胶作为载体，用超声波浸渍法制备出一系列不同比例的脱硫剂。在固定床活性

5、评价装置上，对其在450-600℃温度区间内进行了脱硫、脱汞活性测试和稳定性测试。研究发现，由比表面积及孔结构表征可知，Mo/Cx脱硫剂保持了碳气凝胶载体较大的比表面积和良好的孔隙结构。通过X-射线衍射（XRD）表征可知，Mo/Cx脱硫剂含有MoO3和MoO2，MoO2的形成主要是在高温条件下Mo6+被C还原。在Mo/Cx脱硫剂的脱硫活性测试中，550℃条件下Mo/C500脱硫剂性能最好，其穿透硫容为13.55g单质硫/100g脱硫剂。550℃条件下五次循环再生实验结果表明，Mo/C500脱硫剂拥

6、有良好的稳定再生性能，并且保持了70%的初始硫容。I上海电力学院硕士学位论文在Mo/Cx脱硫剂的脱汞活性测试中，500℃条件下Mo/C500脱硫剂脱汞效率高于Mo/C200和Mo/C800脱硫剂，达到65%；在300℃条件下Mo/C500脱硫剂达到最大，达到74%；在500-700℃范围内，脱汞效率可达60%左右。Mo/C500脱硫剂在500℃温度条件下5组稳定性实验（3小时/组）脱汞效率均在60%-70%，有着较好的稳定性，可以在较长时间内进行汞的脱除。综上，本文制备了一种在高温环境中具有良好脱

7、硫、脱汞性能的Mo/Cx脱硫剂，为今后高温脱硫脱汞提供了新的研究思路。关键词：IGCC，高温脱硫，碳气凝胶，钼基脱硫剂，高温脱汞IIAbstractSTUDYONTHEPREPARATIONANDPROPERTIESOFCARBONAEROGELFORHOTGASDESULFURIZATIONABSTRACTEnergyisthebasisofeconomicdevelopment,andtheproblemofenergyconsumptionandenvironmentalpollutioni

8、sbecomingmoreandmoreserious.Integratedgasificationcombinedcyclepowergeneration(IGCC)isanadvancedcleancoalpowergenerationtechnology.Itrealizestheefficientcombinationandapplicationofcoalgasificationtechnologyandcombinedcycle,andhasthecharacteris