探析改性半焦脱除烟道气中二氧化硫的研究

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1、太原理工大学硕士学位论文改性半焦脱除烟道气中二氧化硫的研究姓名：田芳申请学位级别：硕士专业：化学工艺指导教师：李春虎;上官炬2001.3.1摘要通过容积为500ml的高温高雎反应釜，在温度200～275℃、J土力12～56atm范围内，采用各种助剂如：水、氧化剂(有机碱)、金属氧化物(Fe，O，、CaO等)、盐(CuSO。)、酸(HF、HNO3、H：SO。)、碱(KOH)、络化物[Cu(NH3)。SO。】等对粒度为6～8目的大同无烟煤半焦和内蒙扎赉诺尔褐煤半焦进行了高压水热化学反应改性，制备出了适应于工业化的、经济的、性能良好的

2、脱除工业烟道气中的SO，催化剂一活性半焦。通过元素分析、孔容和比表面积测定、FTIR、XRD等表征，以及改性半焦在固定床中脱硫性能的测试与关联总结出了高压釜活化半焦的合适条件及助剂类型与用量，以及脱硫剂性能与半焦表面含氧基团、碳结构等关系。并对其脱硫机理及反应动力学行为进行了研究0鲒果如下：(1)有机碱(3～】0％)改性半焦的SO，吸附能力显著提高；KOH(2～6％)溶液对有机碱深度活化半焦起催化作用；水量大对改性不利：酸特别是稀HNO：(5％)处I甲后褐煤半焦再经有机碱改性脱硫性能大大提高，但对无烟煤半焦效果不太好。经络合物铜

3、氨溶液与有机碱混合改性，其脱硫性能明显改善。(2)高压釜活化半焦，温度太高、太低都对改性不利。温度在230～260℃，压力在20～40atm范围内，水溶液体积少的条件下活化半焦比较合适。(3)改性半焦比表面积、孔容、孔径是影响半焦脱硫性能的因素之，但起决定作用的是半焦表面含氧活性基团酚羟基与类醌羰基，这两种基团与烟道气中的SO，、O，、H，O以氢键方式吸附，催化氧化SO?成SO{或H：SO。。<4)半焦XRD衍射图与石墨的相比较得到：无烟煤半焦和褐煤半焦的结构都是由基本微晶组成的乱层堆积和交联碳六角形空中网状晶格。高压釜水热化学

4、反应在一定范围内是半焦进一步的碳化过程。但址力超过50atm叫，半焦碳骨架会变甜松敞，发叫滔性丛幽水解严重，孔结构向中孔和大孔发展，对改性不利。t5)半焦在固定床反应器中脱除SO：反应的行为可用菱沼孝夫的反应动力学模型进行描述。SOz在半焦上的吸附是一种伴随物理吸附与催化反应吸附的一种特殊类型的过程￥～-／关键词：改性半焦、SO：脱硫剂、高压釜、水热化学反应AbstractF373150ThesemicokeproducebytheprocessofdistillationfromDaTonganthraciteandZaLai

5、NuolighiteofInnerMongoliaweremodifiedbythemeansofhydrothermalchemicalreactionintheautoclave．Thetemperatureandpressureofhydrothermalchemicalreactioncoverfrom200to275℃and12to56atmrespectivelyThepromoters，SuchasH20、organicbase、Fe203、CuS04、Cu(NH3)4S04、KOHandHNO3havebeeni

6、ntrducedformodifiedsemicokes，whichcouldbeusedasremovingS02fromfluegas．Elementsporevolumeanalysisofsemicokewereinvestigatedinthiswork．Themodifiedsemicokewerecharacteriedby—theteehni口uesofBET、FTIR、XRD，whiledesufurizationperformacewasdetectedbyfixed—bedtechnique．Through

7、thekineticbehaviorofSO!removalrelatedwiththeprametersofhydrothermalChemicalreaction，promoters、oxygengroupandcarbonstructureonthesurfaceofactivatedsemicokethesuitablereactionconditionsandpromoteragentswere‘obtained．TheresultsStlmmrizedasfollows：TheadditionoforganiC

8、(3、lO％)WOtlldleadtOincresasinggreatlyofSO2adsorbtioncapacity；KOH(2～6％)solutionplayacatalystroleindeeplyoxidingsemicoke；TheS02removi