活性炭担载金属氧化物用于热煤气催化氧化脱硫的研究

《活性炭担载金属氧化物用于热煤气催化氧化脱硫的研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、密级：中国科学院大学UniVersi够ofChineseAcademyofSciences博士学位论文指导教师：学科专业：培养单位：二零一二年十月Desull-urizationByFangHuibinADissertationSubmittedtoUniversi哆ofChineseAcademyofSciencesInpartialfulfillmentoftherequirementForthedegreeOfDOctorofEngineeringstateKeyLaboratoryofCoalCoⅡversioⅡInsti

2、tuteofCoalChemistry'ChineseAcademyofSciencesShanxi，Taiyuan，P：R．ChinaOctober’2012致谢本论文是在房倚天研究员和赵建涛研究员两位导师精心指导下完成的。两位导师学识渊博、思路开阔、治学严谨，使我受益匪浅。五年多来，两位导师在科研上的谆谆教导，生活上的无微不至关怀，使作者终身难忘。在此，向两位导师献上我最由衷的感谢，祝两位导师事业有成，身体健康!感谢李文研究员、杨建丽研究员、杨勇研究员、黄张根研究员、毕继诚研究员、张荣副研究员等老师在论文开题、中期汇报等各个环

3、节上给予的建设性指导和帮助。特别感谢王洋研究员、黄戒介研究员、张永奇副研究员、程中虎副研究员、张林仙副研究员和李庆峰副研究员在论文中的建议和帮助。感谢李春玉、王伟、陈富艳、王志青、郝振华、冀少华、聂伟、吕红、宋新朝、夏立森、张尚武、毛子刚、胡振、郑伟、王鸿瑜、白秀刚、郭金霞、宋双双、董立波等气化工程中心工作人员的大力支持和帮助。学习期间，与曹建涛、李春玉、任海君、张邰、李为、李风海、涂峰、郭晋菊、王志雨、高松平、郝海刚、张继柱、李俊国、阎琪轩、刘朋飞、朱全红、景旭亮、余钟亮、张乾、王建飞、郭姣姣、王海艳、周福勋、丁亮、杨鑫、霍晓东

4、、宋素芳、黄国宝、陈伟博、张军伟等诸位师兄弟(姐妹)建立了深厚的感情，感谢他们在生活和工作中给予的帮助和支持。特别感谢郝海刚同学在本论文第五章中所做的大量工作。感谢研究生处王娜、訾丽萍、梁萍、原辉、韩丽娜等老师几年来给予的无微不至的关怀，感谢图书馆、物资处和档案室等部门提供的诸多方便和热情帮助，感谢所仪器分析中心刘东艳、张园力老师在分析测试方面给予的帮助。作者二十余年的读书生涯中，各位老师、亲朋好友给予了大量的的帮助和鼓励，祝愿昔日恩师身体健康，工作顺利!亲朋好友幸福安康!最后，衷心感谢父母家人多年来的理解和支持，使作者可以安心学

5、习和工作，得以顺利完成学业。方惠斌2012年10月活性炭担载金属氧化物用于热煤气催化氧化脱硫的研究II摘要以煤气化为基础的洁净煤技术是实现煤炭高效、环保利用的重要途径。硫化物是煤气中的主要污染物，可导致设备腐蚀、催化剂中毒及环境污染等问题。因此，实现煤气中硫化物的经济高效脱除是洁净煤技术的关键问题之一。目前，工业大规模脱硫大多采用低温甲醇法，由于其操作温度低，造成投资高、能耗高，特别是用于煤气化多联产系统时，造成了煤气显热损失，降低了系统热效率。采用金属氧化物作为脱硫剂的高温煤气脱硫(>400oc)技术是当前煤气脱硫技术的前沿和发

6、展方向，但对脱硫剂强度要求高，且上游高温除尘技术发展的瓶颈等技术难题，远不能适应工业应用要求。当前，先进加压气化技术(Shell、Texaco)经加压水洗净化后，煤气温度仍可达200oc左右。因此，开发净化温度为中温范围内的高效脱硫技术更具应用价值。活性炭具有较大的比表面积和孔容，可单独作为吸附剂或催化载体脱除气体中的污染物。活性炭常温脱硫剂已在工业上应用，但选择性和硫容随着使用温度的升高明显降低。金属氧化物对硫化物有很好催化氧化选择性，Fe203、Cu0、V203、A1203、Ti02、Ce-Zr基催化剂也可直接催化氧化硫化氢生

7、成单质硫。为此，本工作着力于研究和开发新型的具有高硫容和高效率的活性炭担载金属氧化物脱硫剂，并就它们的制备、催化氧化反应的特性及机理、再生性能的考察，以及输送床脱硫的中试进行了系统的研究，得出以下主要结论：1．活性炭担载金属氧化物脱硫剂的反应特性研究活性炭担载金属氧化物(M／AC)在通入少量氧气的情况下，可以将硫化氢选择性催化氧化为单质硫，且极大地提高了活性炭在中低温度范围内的脱硫活性，其穿透硫容能力从大到小依次为：M11／AC>Cu／AC>Fe／AC>Ce／AC>Co／AC>V／AC，其中Mn／AC的穿透硫容达到12．5％，Fe

8、／．AC具有较高的脱硫效率。通过硫形态及DTG分析，M／AC催化脱硫的主要产物为单质硫，进而推断出M／AC硫化氢催化氧化的反应历程和机理。通过正交试验设计研究制备条件(担载量、碱金属、煅烧温度)的优化对改性M／Ac脱硫的影响，结果表明：改性活性炭的