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煤炭是主要的矿物能源和化工原料,但如果开采利用不当,将对环境造成严重的污染。在中国,煤利用过程中产生的污染问题尤其突出。因此,控制或减轻煤利用过程中对环境造成的不利影响是我国可持续发展的重大需求,煤的高效、洁净转化是实现这一需求的主要途径。整体煤气化联合循环(IGCC)发电技术是二十一世纪最具前景的一项洁净煤利用技术,其中高温煤气脱硫是IGCC的关键技术之一。国内外在高温煤气脱硫方面进行了大量的研究,并取得了一定的成果,但至今未能实现工业化,主要原因就是脱硫剂在硫化/再生循环使用过程中性能不够稳定。通过研究活性组分,揭示脱硫剂性能下降的原因,是目前高温煤气研究的热点之一,而对织构改变引起的脱硫剂性能下降研究却没有得到高度重视。因此,本课题将从织构的研究入手,探讨织构对高温煤气脱硫剂性能的影响。基于黏结剂、造孔剂对高温煤气脱硫剂织构有重要影响作用,本文采用赤泥为活性组分原料,通过改变黏结剂、造孔剂类型及含量制备了一系列的高温煤气脱硫剂。在固定床反应器上,进行了模拟煤气气氛下脱硫剂的脱硫活性评价以及再生性能测试,并结合热重仪、XRD、压汞仪等对脱硫剂的物性进行表征,同时将分形维数新概念用于关联脱硫剂织构与脱硫性能之间的关系中,得到如下主要的结论:砖瓦土、高岭土、膨润土和高温水泥作为高温煤气脱硫剂黏结剂时,砖瓦土是一种性能优异的黏结剂。再生条件对脱硫剂的稳定性能有重要的影响,再生气氛中氧含量2%、再生温度为700℃时,再生后的脱硫剂有好的循环稳定性。脱硫剂制备过程中造孔剂的含量存在最佳范围。不同造孔剂制备的脱硫剂具有不同的织构,脱硫剂的织构影响着脱硫性能。脱硫剂的硫化反应主要发生在500(?)<R<5000(?)的孔中,500(?)<R<5000(?)所占孔容对脱硫剂的硫容有很大的影响,初硫容随其增大而增大;在活性组分一定的情况下,脱硫剂的硫容受比表面、孔容、孔径、分形维数的综合影响;脱硫剂的分形维数随着平均孔径的增大而减小;在孔容一定的情况下,分形维数随着比表面积的增大而增大。随着分形维数的减小,脱硫剂的硫容逐渐增大。脱硫剂在脱硫过程中伴随着COS的生成,COS的浓度随着出口H2S浓度的增加而增加。新鲜脱硫剂样品中铁的氧化物主要晶型为Fe2O3,在模拟煤气的还原气氛中,Fe2O3会被还原为Fe3O4和FeO,硫化后铁的硫化物的晶型为FeS、Fe1-xS和Fe7S8。