氧化鋅中高溫煤氣脫硫劑的原位制備及其硫化性能的研究
發(fā)布時間:2022-01-11 23:40
隨著我國經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展,未來中國的能源消費仍將保持快速增長的趨勢,以煤炭為主的能源消費格局在短期內(nèi)很難改變,要治理霧霾天氣,提高能源利用效率,加強(qiáng)煤炭的清潔利用勢在必行。整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電技術(shù)結(jié)合了環(huán)境友好的煤氣化技術(shù)和高效率的燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)發(fā)電技術(shù),實現(xiàn)了煤炭的高效、清潔利用,是21世紀(jì)最有發(fā)展前景的潔凈煤發(fā)電技術(shù)之一。煤中的硫(0.13%)在氣化過程中不可避免會產(chǎn)生硫化物(COS和H2S),不僅會腐蝕燃?xì)廨啓C(jī)的葉片,也會危害人類的健康,因此煤氣脫硫凈化是IGCC系統(tǒng)中不可或缺的一個重要環(huán)節(jié)。但是脫硫劑的粉化問題是其大規(guī)模工業(yè)化的障礙之一,因此,本論文嘗試用一種較新穎的脫硫劑制備方法來改善脫硫劑在使用過程中的粉化問題。這種制備方法采用紅土作為載體和粘結(jié)劑,用納米硫化鋅作為前驅(qū)體的活性組分,通過濕混、捏合并擠條得到脫硫劑前驅(qū)體?疾炝瞬煌辉偕鷾囟、再生空速和氧氣濃度對脫硫劑性能的影響,在固定床反應(yīng)器上對最佳原位再生條件下制備得到的新鮮脫硫劑進(jìn)行多次硫化再生循環(huán)測試。結(jié)合XRD,SEM,BET和XPS等測試手段對脫硫劑樣品進(jìn)行表征分析。同時用均勻反應(yīng)模型和...
【文章來源】:太原理工大學(xué)山西省 211工程院校
【文章頁數(shù)】:87 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
1.1 高溫煤氣脫硫背景
1.2 不同中高溫脫硫劑的研究概述
1.2.1 不同單金屬氧化物中高溫脫硫劑的研究進(jìn)展
1.2.2 復(fù)合金屬氧化物脫硫劑
1.3 課題的選擇及研究內(nèi)容
第二章 納米硫化鋅及脫硫劑前驅(qū)體的制備
2.1 實驗儀器及藥品
2.1.1 實驗試劑
2.1.2 實驗儀器
2.2 表征方法
2.3 納米硫化鋅的制備
2.3.1 實驗原理
2.3.2 制備過程
2.3.3 結(jié)果與討論
2.3.3.1 不同溶液濃度配比對納米硫化鋅的影響
2.3.3.2 不同PH對納米硫化鋅的影響
2.3.3.3 不同表面活性劑對納米硫化鋅的影響
2.4 前驅(qū)體的制備
2.5 本章小結(jié)
第三章 納米氧化鋅脫硫劑的制備與硫化-再生性能評價
3.1 實驗儀器和試劑
3.2 載體紅土的特性分析
3.2.1 紅土簡介
3.2.2 紅土的成分分析
3.3 脫硫劑的原位再生制備
3.3.1 原位再生實驗過程
3.4 脫硫劑的硫化性能評價
3.4.1 實驗裝置
3.4.2 硫化條件
3.4.3 脫硫劑的評價指標(biāo)
3.5 脫硫劑的表征
3.5.1 X射線衍射儀(XRD)
3.5.2 掃描電子顯微鏡(SEM)
3.5.3 氮吸附(BET)
3.5.4 X射線光電子能譜表征(XPS)
3.5.5 定硫儀
3.5.6 機(jī)械強(qiáng)度
3.6 結(jié)果與討論
3.6.1 再生條件考察
3.6.1.1 再生溫度對脫硫劑性能的影響
3.6.1.2 氧氣濃度對脫硫劑性能的影響
3.6.1.3 空速對脫硫劑性能的影響
3.6.2 硫化再生循環(huán)
3.6.2.1 硫化再生循環(huán)過程中納米氧化鋅脫硫劑的XRD表征
3.6.2.2 硫化再生循環(huán)過程中納米氧化鋅脫硫劑的SEM表征
3.6.2.3 硫化再生循環(huán)過程中納米氧化鋅脫硫劑的BET表征
3.6.2.4 硫化再生循環(huán)過程中納米氧化鋅脫硫劑的XPS表征
3.7 本章小結(jié)
第四章 氧氣氣氛下納米氧化鋅脫硫劑的原位再生動力學(xué)研究
4.1 實驗裝置及步驟
4.1.1 實驗裝置
4.1.2 實驗步驟
4.2 結(jié)果與討論
4.2.1 再生溫度對前驅(qū)體原位再生過程的影響
4.2.2 再生O_2濃度對前驅(qū)體原位再生過程的影響
4.2.3 脫硫劑前驅(qū)體的原位再生動力學(xué)的研究分析
4.2.3.1 脫硫劑前驅(qū)體在氧氣氣氛下反應(yīng)級數(shù)的確定
4.2.3.2 表觀反應(yīng)動力學(xué)參數(shù)的確定
4.3 本章小結(jié)
第五章 總結(jié)
5.1 結(jié)論
5.2 論文創(chuàng)新點
5.3 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]Study on Zn2SiO4 Formation Kinetics and Activity Stability of Desulfurization Sorbent[J]. Zou Kang,Lin Wei,Tian Huiping,Xu Guangtong,Wang Lei,Xu Hua. China Petroleum Processing & Petrochemical Technology. 2015(01)
[2]IGCC發(fā)電技術(shù)應(yīng)用對我國大氣污染物減排工作的意義淺析[J]. 程凱. 綠色科技. 2014(08)
[3]高溫煤氣金屬脫硫劑的研究進(jìn)展[J]. 張四方,陳虎,任瑞鵬,陳健. 化工進(jìn)展. 2014(06)
[4]錳系可再生高溫脫硫劑的制備及其性能測試[J]. 郭婧,王菊,梁斌. 化工學(xué)報. 2013(07)
[5]Impact of impregnation pressure on desulfurization performance of Zn-based sorbents supported on semi-coke[J]. Xianrong Zheng1,2, Weiren Bao1, Qingmai Jin1, Ruiyuan He1, Liping Chang1, Kechang Xie1 1. Key Laboratory of Coal Science and Technology, Ministry of Education and Shanxi Province, Taiyuan University of Technology, Taiyuan 030024, Shanxi, China; 2. College of Electrical and Power Engineering, Taiyuan University of Technology, Taiyuan 030024, Shanxi, China. Journal of Natural Gas Chemistry. 2012(01)
[6]制備條件對納米硫化鋅平均粒徑的影響[J]. 王明芳,薛永強(qiáng). 山東化工. 2011(12)
[7]均勻沉淀法制備不同粒徑的納米硫化鋅[J]. 楊信成,薛永強(qiáng),石建青. 無機(jī)鹽工業(yè). 2011(07)
[8]表面活性劑對納米氧化鋅粒徑和形貌的影響研究[J]. 王賽,石西昌. 化工新型材料. 2007(08)
[9]鈦酸鋅高溫煤氣脫硫劑再生行為的研究[J]. 趙建濤,黃戒介,衛(wèi)小芳,房倚天,王洋. 燃料化學(xué)學(xué)報. 2007(01)
[10]不同溫度下赤泥的物理化學(xué)特征分析[J]. 張彥娜,潘志華. 濟(jì)南大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2005(04)
博士論文
[1]錳基—蠕蟲狀介孔高溫煤氣脫硫劑的制備及性能研究[D]. 張照飛.天津大學(xué) 2014
[2]鐵酸鋅高溫煤氣脫硫行為及氣氛效應(yīng)研究[D]. 梁美生.太原理工大學(xué) 2005
本文編號:3583668
【文章來源】:太原理工大學(xué)山西省 211工程院校
【文章頁數(shù)】:87 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
1.1 高溫煤氣脫硫背景
1.2 不同中高溫脫硫劑的研究概述
1.2.1 不同單金屬氧化物中高溫脫硫劑的研究進(jìn)展
1.2.2 復(fù)合金屬氧化物脫硫劑
1.3 課題的選擇及研究內(nèi)容
第二章 納米硫化鋅及脫硫劑前驅(qū)體的制備
2.1 實驗儀器及藥品
2.1.1 實驗試劑
2.1.2 實驗儀器
2.2 表征方法
2.3 納米硫化鋅的制備
2.3.1 實驗原理
2.3.2 制備過程
2.3.3 結(jié)果與討論
2.3.3.1 不同溶液濃度配比對納米硫化鋅的影響
2.3.3.2 不同PH對納米硫化鋅的影響
2.3.3.3 不同表面活性劑對納米硫化鋅的影響
2.4 前驅(qū)體的制備
2.5 本章小結(jié)
第三章 納米氧化鋅脫硫劑的制備與硫化-再生性能評價
3.1 實驗儀器和試劑
3.2 載體紅土的特性分析
3.2.1 紅土簡介
3.2.2 紅土的成分分析
3.3 脫硫劑的原位再生制備
3.3.1 原位再生實驗過程
3.4 脫硫劑的硫化性能評價
3.4.1 實驗裝置
3.4.2 硫化條件
3.4.3 脫硫劑的評價指標(biāo)
3.5 脫硫劑的表征
3.5.1 X射線衍射儀(XRD)
3.5.2 掃描電子顯微鏡(SEM)
3.5.3 氮吸附(BET)
3.5.4 X射線光電子能譜表征(XPS)
3.5.5 定硫儀
3.5.6 機(jī)械強(qiáng)度
3.6 結(jié)果與討論
3.6.1 再生條件考察
3.6.1.1 再生溫度對脫硫劑性能的影響
3.6.1.2 氧氣濃度對脫硫劑性能的影響
3.6.1.3 空速對脫硫劑性能的影響
3.6.2 硫化再生循環(huán)
3.6.2.1 硫化再生循環(huán)過程中納米氧化鋅脫硫劑的XRD表征
3.6.2.2 硫化再生循環(huán)過程中納米氧化鋅脫硫劑的SEM表征
3.6.2.3 硫化再生循環(huán)過程中納米氧化鋅脫硫劑的BET表征
3.6.2.4 硫化再生循環(huán)過程中納米氧化鋅脫硫劑的XPS表征
3.7 本章小結(jié)
第四章 氧氣氣氛下納米氧化鋅脫硫劑的原位再生動力學(xué)研究
4.1 實驗裝置及步驟
4.1.1 實驗裝置
4.1.2 實驗步驟
4.2 結(jié)果與討論
4.2.1 再生溫度對前驅(qū)體原位再生過程的影響
4.2.2 再生O_2濃度對前驅(qū)體原位再生過程的影響
4.2.3 脫硫劑前驅(qū)體的原位再生動力學(xué)的研究分析
4.2.3.1 脫硫劑前驅(qū)體在氧氣氣氛下反應(yīng)級數(shù)的確定
4.2.3.2 表觀反應(yīng)動力學(xué)參數(shù)的確定
4.3 本章小結(jié)
第五章 總結(jié)
5.1 結(jié)論
5.2 論文創(chuàng)新點
5.3 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]Study on Zn2SiO4 Formation Kinetics and Activity Stability of Desulfurization Sorbent[J]. Zou Kang,Lin Wei,Tian Huiping,Xu Guangtong,Wang Lei,Xu Hua. China Petroleum Processing & Petrochemical Technology. 2015(01)
[2]IGCC發(fā)電技術(shù)應(yīng)用對我國大氣污染物減排工作的意義淺析[J]. 程凱. 綠色科技. 2014(08)
[3]高溫煤氣金屬脫硫劑的研究進(jìn)展[J]. 張四方,陳虎,任瑞鵬,陳健. 化工進(jìn)展. 2014(06)
[4]錳系可再生高溫脫硫劑的制備及其性能測試[J]. 郭婧,王菊,梁斌. 化工學(xué)報. 2013(07)
[5]Impact of impregnation pressure on desulfurization performance of Zn-based sorbents supported on semi-coke[J]. Xianrong Zheng1,2, Weiren Bao1, Qingmai Jin1, Ruiyuan He1, Liping Chang1, Kechang Xie1 1. Key Laboratory of Coal Science and Technology, Ministry of Education and Shanxi Province, Taiyuan University of Technology, Taiyuan 030024, Shanxi, China; 2. College of Electrical and Power Engineering, Taiyuan University of Technology, Taiyuan 030024, Shanxi, China. Journal of Natural Gas Chemistry. 2012(01)
[6]制備條件對納米硫化鋅平均粒徑的影響[J]. 王明芳,薛永強(qiáng). 山東化工. 2011(12)
[7]均勻沉淀法制備不同粒徑的納米硫化鋅[J]. 楊信成,薛永強(qiáng),石建青. 無機(jī)鹽工業(yè). 2011(07)
[8]表面活性劑對納米氧化鋅粒徑和形貌的影響研究[J]. 王賽,石西昌. 化工新型材料. 2007(08)
[9]鈦酸鋅高溫煤氣脫硫劑再生行為的研究[J]. 趙建濤,黃戒介,衛(wèi)小芳,房倚天,王洋. 燃料化學(xué)學(xué)報. 2007(01)
[10]不同溫度下赤泥的物理化學(xué)特征分析[J]. 張彥娜,潘志華. 濟(jì)南大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2005(04)
博士論文
[1]錳基—蠕蟲狀介孔高溫煤氣脫硫劑的制備及性能研究[D]. 張照飛.天津大學(xué) 2014
[2]鐵酸鋅高溫煤氣脫硫行為及氣氛效應(yīng)研究[D]. 梁美生.太原理工大學(xué) 2005
本文編號:3583668
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