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煤炭是世界上最丰富的化石燃料资源,整体煤气化联合循环发电(IGCC)技术是二十一世纪最具有发展前景的一项高效洁净煤技术。高温煤气脱硫是IGCC的关键技术。而脱硫剂的再生是制约高温煤气脱硫技术工业化的主要问题之一。氧化铈脱硫剂是新型的第二代高温煤气脱硫剂。由于其在再生的过程中直接产生单质硫这一优势,近几年来受到人们广泛的关注。 本论文采用硝酸铈、赤泥为主要原料,膨润土作为结构助剂,制备了氧化铈和铁铈复合高温煤气脱硫剂。考察了氧化铈脱硫剂制备条件对脱硫剂的机械强度、孔容和脱硫性能的影响;在固定床反应器中对制备出的氧化铈脱硫剂在模拟真实Texaco煤气气氛中进行了还原与硫化实验;并对铁铈复合脱硫剂进行了硫化、再生性能的研究;通过BET、XRD等测试手段,对有代表性的新鲜及硫化样品进行了物性表征。得出以下几个主要结论: 实验证明:使用二氧化铈脱硫剂可以成功地进行高温煤气粗脱硫,尤其是在强还原性的煤气中。 在500℃-800℃的范围内,随着焙烧温度的升高,氧化铈脱硫剂的比表面积迅速增大,孔容也大幅度上升,机械强度增加。 适量造孔剂的加入,改善了氧化铈脱硫剂的脱硫活性,但过量的造孔剂则影响脱硫剂的强度。 煤气含有的水分对氧化铈脱硫剂的还原与硫化有抑制作用。 氧化饰高温煤气脱硫剂的粒度对CeO:脱硫剂的脱硫性能影响很大。小颗粒脱硫剂的脱硫性能明显高于大颗粒脱硫剂。 赤泥的加入对二氧化饰的晶相结构基本没有影响,可明显改善脱硫剂的脱硫性能。 铁饰复合脱硫剂在NZ、O:含量分别为95%、5%、再生温度为500℃再生条件下再生,再生完全,但单质硫回收率低。 CeO:高温煤气脱硫剂的还原价态约为+3,与膨润土中的硅结合形成了Ce4.667(5104)O,与Ceon(1 .5(n<2)相比,Ce4667(5104)O脱除HZS的能力相对要低。