微波固相合成法氧化鋅高溫煤氣脫硫劑的制備.pdf

1、煤氣脫硫凈化是煤炭潔凈技術(shù)轉(zhuǎn)化與利用中必須的關(guān)鍵技術(shù)，是國(guó)家經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的重要能源技術(shù)，也是早日實(shí)現(xiàn)中國(guó)夢(mèng)的攻堅(jiān)基礎(chǔ)。按照我國(guó)的能源賦存特點(diǎn)，煤制氣將日益凸顯其在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的重要性。然而煤氣中的有害物質(zhì)硫化氫的存在不僅腐蝕設(shè)備、使催化劑中毒，排放到大氣后，還會(huì)嚴(yán)重污染環(huán)境，因此，必須對(duì)其進(jìn)行脫除。本論文主要對(duì)載體半焦的改性，粘結(jié)劑的選取，前驅(qū)體的升溫行為、煅燒溫度以及負(fù)載比和活性組分含量等對(duì)脫硫劑制備的影響進(jìn)行了初步研究，

2、為精確設(shè)計(jì)和制備高溫煤氣脫硫劑提供一種合理高效的制備新方法。
　　主要從以下幾個(gè)方面進(jìn)行了研究:
　　1.通過(guò)對(duì)半焦進(jìn)行高溫改性，得出最佳的改性條件:活化溫度700℃;活化時(shí)間2h。改性后半焦的孔容從0.121 cm3/g增加到0.310cm3/g;比表面積從15.178m2/g增加到336.766m2/g。進(jìn)而在微波場(chǎng)中考察以半焦為載體的脫硫劑前驅(qū)體的升溫特性，其升溫行為可分為快速升溫(約6.5min)和緩慢升溫兩階段，約

3、9min后升至穩(wěn)定溫度。該溫度主要受微波功率的影響。
　　2.通過(guò)添加不同粘結(jié)劑和改變脫硫劑前驅(qū)體的升溫速率可雙向調(diào)控脫硫劑的強(qiáng)度，得出最佳的粘結(jié)劑:本山綠泥;最佳的脫硫劑前驅(qū)體的升溫速率:第一階段:10℃/min從室溫升至380℃;第二階段:2℃/min從380℃升至430℃;第三階段:10℃/min從430℃升至目標(biāo)溫度并恒溫一段時(shí)間。在500℃恒溫30min下制備的脫硫劑的強(qiáng)度可達(dá)53.8N/cm。
　　3.通過(guò)硫化性

4、能測(cè)試得出微波輻照制備氧化鋅脫硫劑的最佳條件:輻照溫度500℃，輻照時(shí)間30min，負(fù)載比:8∶10，活性組分含量:20％。
　　4.通過(guò)對(duì)微波輻照和常規(guī)加熱方式制備的脫硫劑進(jìn)行了比較分析，由XRD分析結(jié)果表明:兩種加熱方式制備的氧化鋅脫硫劑在硫化前以ZnO形式存在，硫化后都以ZnS形式存在。但微波輻照制備的氧化鋅晶型完整，結(jié)晶度較好。由SEM分析結(jié)果表明:微波輻照制備的氧化鋅其晶粒大小均勻，高度分散在活性半焦表面。由氮吸附分析表

5、明:硫化前后脫硫劑的比表面積、孔容和孔徑均有不同程度的降低。由XPS分析結(jié)果表明:微波輻照和常規(guī)加熱制備的脫硫劑其表面Zn-O結(jié)合能分別為1022.51eV和1022.86eV，，說(shuō)明微波加熱獨(dú)特的耦合作用和非熱效應(yīng)削弱了Zn-O的結(jié)合能。
　　5.在伺等條件下通過(guò)微波輻照和常規(guī)加熱方式制備的脫硫劑進(jìn)行對(duì)比，其穿透時(shí)間分別為580min、485min，硫容分別為13.16％、10.89％，可見(jiàn)，微波輻照制備的脫硫劑明顯好于常規(guī)加熱