煤气中羰基硫的加氢催化转化研究

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1、大连理工大学硕士学位论文煤气中羰基硫的加氢催化转化研究姓名：高成强申请学位级别：硕士专业：化学工艺指导教师：赵宗彬20090601大连理-J：人学硕士学位论文摘要整体煤气化联合发电(IGCC)技术由于高效率、低污染等特点成为当前最有前景的洁净燃煤发电技术之一，其中煤气脱硫净化是关键环节。煤气中含有的无机硫通过会属氧化物可以实现精脱除，而有机硫(主要是COS)脱除相对比较困难。加氢转化法脱除有机硫精度高、操作简单，设备投资低，而且可以直接利用煤气中的H2而无需外加气源，是加氢脱除煤气中COS的有效手段。过渡金属硫化物(如Ni、Co、Mo等)是传统的加氢脱硫催化剂，载体多用丫．A1

2、203，但是丫．A1203与金属氧化物间作用力强，易形成A1．O．Mo相，使预硫化不完全，从而降低COS催化转化率，以硫化态前驱体制备催化剂可以克服以上缺陷。由于气化煤种的多样性以及气化工艺条件的不同，煤气化产物的组成也会发生相应的变化；目前在催化转化脱除COS时，煤气气氛组成对脱除COS的影响报道较少。为了开发适用于不同煤气组成的有机硫加氢脱除技术，有必要研究煤气组成对于COS加氢转化的影响。本文从三方面展开：(1)利用成本低廉的椰壳基活性炭做载体，可溶性金属盐类为催化剂前驱体，采用等体积浸渍法制备了单组分、双组分过渡金属硫化物催化剂，并应用于煤气中COS的加氢催化转化研究，

3、主要解决COS加氢转化催化剂活性组分的筛选问题。(2)选择具有加氢脱硫活性较高的MoS2作催化剂，考察了不同载体担载的催化剂对煤气中CoS加氢转化的影响，掌握催化剂载体性质与加氢转化脱除COS之间的关系。(3)利用暂态响应分析技术研究了MoS2／A1203催化体系下煤气气氛组成对羰基硫(cos)加氢催化转化生成硫化氢(H2S)的影响。进一步掌握煤气中COS与H2S相互转化的条件。研究结果表明，MoS2具有较高的加氢转化有机硫的催化活性，掺杂助剂能够促进Mo在活性炭载体表面的分散，并使复合基催化剂生成更多的活性中心；实验所选条件下，活性炭作为载体担载的Mo基催化剂对COS具有很高

4、的转化率，金属氧化物次之，分子筛稍差；煤气中高浓度CO和H2s的存在不利于加氢催化产物中COS浓度的降低，催化剂MoS2易与CO反应生成CoS；温度低于250oC，CO与H2S易于在MoS2催化下生成COS；高于250oC，CO和H2S对COS加氢转化的不利影响相对较弱；煤气中的H2易与MoS2反应得到MoS2．x，后者可能是COS加氢催化的主要活性组分。关键词：羰基硫脱除；加氢催化转化；硫化钼；反应气氛煤气中羰基硫的加氢催化转化研究CatalyticHydro—conversionofCarbonylSulfideinCoalGasAbstractTheremovalofsu

5、lfurspecisesiscrucialinIntegratedGasificationCombinedCycle(IGCC)technologywhichisregardedtobethemostpromisingtechnologyduetothehigllefficiencyandlowpollutionfeatures．髓esulfur-containingcompoundsinthecoalgasmainlyincludehydrogensulfideandorganicsulfur,such嬲carbonylsulfides．carbonbisulfideandS

6、Oon．However,organicsulfurremovalisnots0eaSy,whichisdifficulttoreachtherequirementsoffinedesulfurization．HydrodesulfurizationiSthoughtofthemostappropriatemethodonremovalofcarbonylsulfidebecauseitnotonlyhaShiglldesulfurizationprecision，simpleoperation，butalsoHEinthegasCanbeuseddirectlywithouta

7、dditionalgaSsource．Transitionmetalnickelandmolybdenumarebotheffectiveactivecomponentsforcarbonylsulfidehydrodesulfurizationreactionand丫．A1203exclusivelyactascarrier．BecausethereiSstrongintercationbetweenP舢203andmetaloxides，itiseasytoformA1一O．MophaS