粉煤灰作为高温煤气脱硫剂载体的可行性研究.pdf

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1、第6期(总第163期)煤化工No．6(TotalNo．163)2012年12月CoalChemicalIndusDec．20l2粉煤灰作为高温煤气脱硫剂载体的可行性研究谢巍，余江龙，常丽萍。，尹丰魁z，韩艳娜z(1．沈阳航空航天大学热能工程研究所，辽宁沈阳110136；2．辽宁科技大学辽宁省先进煤焦化技术重点实验室，辽宁鞍山114051；3．太原理工大学煤科学与技术教育部和山西省重点实验室，山西太原030024)摘要基于XRD、SEM、激光粒度分析仪和成分分析等不同测试方法，比较了不同大小的粉煤灰颗粒的物化性质和微观形貌特征。以不同颗粒大

2、小的粉煤灰为载体，制备了一系列铁铈氧化物高温煤气脱硫剂，以此研究粉煤灰作为高温煤气脱硫剂载体的可行性。在600℃的硫化实验表明，粉煤灰作为铁基高温煤气脱硫剂的载体，不仅能有效提高脱硫剂的脱硫精度和其硫化再生后的机械强度，且粉煤灰自身也有一定的脱硫作用。关键词粉煤灰，高温煤气脱硫，脱硫剂载体，机械强度文章编号：1005—9598(2012)一06—0022-04中图分类号：TQ546．5文献标识码：A高温煤气脱硫是煤气化多联产系统的关键技术足了脱硫剂载体多孔隙和高温烧结性的要求。然而，之一，从生产工艺和能量利用上考虑，也是制约煤气国内外鲜有

3、对于电厂粉煤灰作为高温煤气脱硫剂载化多联产过程效率的重要环节_1]。为满足实际工业应体的研究。基于这一论点，本文对以辽宁阜新煤矸石用中多个硫化再生循环的需求，高质量的高温煤气脱热电厂的粉煤灰作为高温煤气脱硫剂的载体进行了硫剂不仅要有优良的脱硫性能，还必须有足够的机械可行性研究。强度。为实现这一目标，复合型和负载型金属氧化物高温煤气脱硫剂正被广泛研究]。1实验设备和方法目前国内外应用于高温煤气脱硫剂的载体主要集中在具有黏结特性的硅铝氧化物和以含炭材料为收集的粉煤灰颗粒经由6611型震动筛筛分出7主体的活性炭或半焦等多孔隙物质『1，。黏结性载

4、体个不同的粒径范围：>280gum、224gum～280gum、154gum～A1。0。和sio2在脱硫剂制备过程中，能起到结构助剂224gum、112gum-154gum、90gum-112gum、63gum-90gum的作用；在硫化和再生过程中，不但不影响金属氧和<63gum。单一粒径的粉煤灰颗粒大小分布采用化物的固硫能力，还能大大增强脱硫剂的机械强度，RISE一2008型激光粒度分析仪表征。粉煤灰特性例如克服硫化和再生过程中的品格膨胀及伸缩突变和热晶相织构和表观形态分别由DX一2000型x射线衍射反应带来的粉化。炭材料作为脱硫剂的载

5、体，不仅可仪(XRD)和KYKY一2800一B型扫描电子显微镜(SEM)观测。以分散脱硫剂的活性组分，还能增大脱硫剂的孔隙2×2mm柱状脱硫剂样品经自制脱硫剂造粒率，使得H：s与脱硫剂的活性中心充分接触，有助于机产生，其制备工艺包括：(1)准确称取一定配比的铁改善高温煤气脱硫剂的脱硫精度『1]。铈氧化物、黏土粉末和固体颗粒粉煤灰并使之均匀混燃煤电厂粉煤灰作为煤燃烧后的工业固体废弃合；(2)加水获得黏性t昆合物；(3)经挤压成型、干燥、物，其主要组分是具有黏结特性的硅铝氧化物及其复700℃煅烧和切割，制得以粉煤灰为载体的铁铈氧化合物，以及部

6、分未燃炭和挥发分[9-10]。所有这些组分满物高温煤气脱硫剂。脱硫剂硫化前后的机械强度由基金项目：国家自然科学基金项目(20976106)及国际合作项目(21110102048)资助收稿日期：2012—07—29作者简介：谢巍(198O一)，男，河南，助工，硕士，2000年本科毕业于信阳师范学院化学专业，研究方向为煤炭清洁转化，E-mai1：W．xie@uon．edu．aLl。2012年l2月谢巍等：粉煤灰作为高温煤气脱硫剂载体的可行性研究一23一YHKC-2A颗粒强度测定仪测定。所有的硫化实验经煤灰中所占质量分数分别为2．99％和5．7

7、9％(在1l2u型石英反应器，在管式加热炉内于600℃的高温m～154m粉煤灰中所占质量分数稍高，为6．48％)。下完成，实验台架在文献[11-l2]中有详细描述。模2．3粉煤灰的结构和微观形貌分析拟高温煤气组分为：c032．69％、C0219．50％、H239．58％、H2s通过XRD测试分析可知，不同粒径粉煤灰晶体结5000×10和N，8．23％。单一的硫化实验消耗大约构没有明显差异，其主要晶相是Fe0。、Si0和20g固体颗粒脱硫剂，实验空速设为l000h一。脱A1SiO，主要元素组成与成分分析结果相一致，但没硫反应器进出口H2S质

8、量分数用AgilentGC6820型有发现钙镁等物质的独立晶相，这说明钙镁等物质可气相色谱仪经13x分子筛填充柱的TCD检测器分析。能形成了复合化合物或分散于其他物质中。图2为两种不同粒径的粉