金屬-炭復(fù)合材料制備及羰基硫催化轉(zhuǎn)化研究.pdf

1、整體煤氣化聯(lián)合發(fā)電(IGCC)技術(shù)由于高效率、低污染特點(diǎn)成為當(dāng)前最有前景的潔凈燃煤發(fā)電技術(shù)之一，其中煤氣脫硫凈化是關(guān)鍵環(huán)節(jié)。煤氣中含硫化合物主要是無(wú)機(jī)硫H2S(90％以上)和有機(jī)硫COS、CS2和極少量的硫醇、噻吩等，前者通過(guò)金屬氧化物可以實(shí)現(xiàn)精脫除，而有機(jī)硫脫除還面臨困難，致使總硫脫除率不高，難以達(dá)到工藝過(guò)程對(duì)脫硫精度的要求。因此煤氣化過(guò)程中有機(jī)硫(COS)的脫除成了當(dāng)今關(guān)注的熱點(diǎn)。加氫轉(zhuǎn)化法脫除有機(jī)硫精度高、操作簡(jiǎn)單，而且可以直接利

2、用煤氣中的H2而無(wú)需外加氣源，是加氫脫除煤氣中COS最適宜方法。 過(guò)渡金屬鎳、鉬是很好的加氫脫除有機(jī)硫活性組分，載體多用γ-A12O3，但是γ-A12O3與金屬氧化物間作用力強(qiáng)，易形成Al-O-M相，使預(yù)硫化不完全，從而降低COS催化轉(zhuǎn)化率，以活性炭做載體便能克服以上缺陷，目前炭基Ni/Mo催化劑用于加氫脫除COS的報(bào)道較少。傳統(tǒng)催化劑通常采用浸漬金屬鹽溶液、干燥、高溫焙燒和預(yù)硫化處理得到。該法制備的催化劑一方面并不能得到人們想

3、要的金屬活性組分高度分散的催化劑；另一方面預(yù)硫化程序操作復(fù)雜、反應(yīng)條件苛刻、能耗大，而且預(yù)硫化不一定完全?；诖嬖诘倪@三方面問(wèn)題，本文從兩方面開展： (1)利用成本低廉的水溶性酚醛樹脂為炭原料，水溶性金屬鹽類為催化劑前驅(qū)體，采用前驅(qū)體均相混合法制備不同金屬種類和不同擔(dān)載量的Mo/酚醛樹脂基活性炭，標(biāo)記為(M/PAC)，并將其應(yīng)用于COS的加氫催化轉(zhuǎn)化研究，主要解決傳統(tǒng)催化劑中載體和金屬分散性的問(wèn)題； (2)選擇商業(yè)椰殼活

4、性炭為載體，采用自制硫化態(tài)前驅(qū)體四硫代鉬酸銨(ATTM)和硝酸鎳溶液對(duì)活性炭進(jìn)行等體積浸漬改性，焙燒后得到催化劑，標(biāo)記為(M/AC)，并將其應(yīng)用于-COS的加氫催化轉(zhuǎn)化研究，解決載體和預(yù)硫化操作過(guò)程中存在的一系列問(wèn)題。 研究結(jié)果表明，MoS2是主要的活性組分，硫化鎳主要是促進(jìn)Mo在活性炭載體表面的分散，并使Ni-Mo復(fù)合基催化劑生成更多的活性中心；實(shí)驗(yàn)所選條件下，擔(dān)載Mo和Ni-Mo的催化劑對(duì)COS都有很高的轉(zhuǎn)化率；在反應(yīng)過(guò)程中