论文部分内容阅读
高温煤气的脱硫净化是以煤气化为基础的多联产过程的关键技术之一。本文以粉煤灰为载体制备了铁铈氧化物高温煤气脱硫剂,并在自制的实验台架上研究了其硫化行为。电厂粉煤灰主要是硅、铝、铁的氧化物,还含有少量钙、镁和未燃碳等其他组分。作者利用成分分析、磁力分选、粒度分析、XRD和SEM等手段对从电厂收集的粉煤灰样品进行了研究,选择了不同粒径的粉煤灰作为脱硫剂载体用于制备不同成分的铁铈氧化物高温煤气脱硫剂,并在420-620℃温度范围进行了其硫化性能的比较。作者在实验中使用了模拟煤气成分,入口H2S浓度为4700 ppm。620℃时的不同脱硫剂的硫化实验的结果表明:添加粉煤灰的脱硫剂其脱硫精度明显比没有添加粉煤灰的脱硫精度高,这是由于粉煤灰作为载体时,在煅烧过程中起到了造孔和分散活性组分的作用。对同一种脱硫剂在420-620℃的硫化实验显示,本研究制备的脱硫剂在620℃时具有良好的抗粉化能力。通过比较不同温度下的硫化曲线,520℃的穿透时间比620℃的稍短,硫容也比620℃的稍低,但穿透时间和硫容都比420℃明显增加。本实验条件下不同载体脱硫剂在620℃时的硫容均大于按活性组分化学计量100%转化的硫容值,说明可能有部分FeSx(x>1)生成。使用不同铁铈摩尔比的脱硫剂进行的硫化实验显示:铁铈摩尔比为8:2时脱硫剂的穿透时间明显比摩尔比为1:1时长,分别是21.5h和8.4h,硫容也大。这可能是硫化产物中有FeSx(x>1)相的生成,也可能与低温度铈难发挥作用有关。不同载体制备的脱硫剂在同一条件下的硫化实验表明以碳含量和挥发分含量最高的粒径为112-154μm的粉煤灰为载体的脱硫剂的硫化性能最好,620℃时的穿透时间和硫容可以达到36.5h和29.5%。而相应的以224-280μm和112-154μm磁性粉煤灰为载体的脱硫剂的穿透时间和硫容分别是35h、36h和29.4%、28.1%。这说明以粉煤灰为载体的脱硫剂经过高温煅烧所形成的微孔和比表面积是提高脱硫剂硫化性能的关键因素之一。实验发现在脱硫温度下COS与H2S的浓度存在直接的关联,该关联通过H2S与CO或CO2反应生成COS与H2或H2O实现。通过该机制,可以在高温下脱除H2S的同时有效地脱除COS。