褐煤加壓浸漬制備中溫煤氣脫硫用負(fù)載型吸附劑的研究.pdf

1、中溫煤氣脫硫是以煤氣化為源頭的煤轉(zhuǎn)化技術(shù)的關(guān)鍵步驟，而吸附劑的制備、活性組分和載體的選擇又是中溫煤氣脫硫技術(shù)的關(guān)鍵。在煤氣脫硫吸附劑的制備方法中，浸漬法具有活性組分利用率高、用量少等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于精吸附劑的制備，浸漬過程中輔以的壓力可以在一定程度上改善載體的孔隙結(jié)構(gòu)和活性組分在載體上的均勻分布。半焦作為一種價(jià)廉易得的常規(guī)吸附劑載體，在加壓浸漬水熱合成脫硫用吸附劑的制備中具有較好的適用性。
　　 中國褐煤儲量相對豐富，但因化學(xué)反

2、應(yīng)性強(qiáng)，在空氣中容易風(fēng)化，不易儲存和遠(yuǎn)運(yùn)等特點(diǎn)造成其資源化利用受限。褐煤的孔隙率和比表面積較其他煤種大很多，若能采用加壓浸漬法首先將活性組分負(fù)載于褐煤原煤的表面，再通過熱解操作制得半焦并活化和再分配活性組分，制備出半焦負(fù)載型煤氣脫硫凈化用吸附劑，既節(jié)省了半焦制備的前期操作、又能使活性組分二次均勻分布，這在褐煤資源化利用和煤氣凈化領(lǐng)域都將具有重要的意義。
　　 本論文以褐煤為原料通過浸漬法制備了系列負(fù)載型中溫煤氣吸附劑?？疾炝瞬煌?/p>

3、浸漬方法、金屬活性組分、載體、前驅(qū)體溶液濃度、浸漬壓力、浸漬時(shí)間等對吸附劑脫硫性能的影響;結(jié)合XRD、掃描電鏡、原子吸收、孔結(jié)構(gòu)分析等表征結(jié)果，將吸附劑的脫硫活性與活性組分的上載量、晶型、分布狀態(tài)以及載體的孔結(jié)構(gòu)等因素進(jìn)行關(guān)聯(lián)，揭示制備條件對吸附劑脫硫活性影響的主要規(guī)律;此外，還對優(yōu)選出的吸附劑進(jìn)行了三次硫化再生循環(huán)性能的考察和進(jìn)一步的改性。
　　 得出如下主要結(jié)論:
　　 1.活性組分前驅(qū)體及制備方法對吸附劑脫硫活性的

4、影響
　　 1)以褐煤為載體、質(zhì)量百分比含量為16％的Zn(NO3)2溶液作為活性組分前驅(qū)體，通過鼓泡浸漬法制備的吸附劑脫硫活性高于以相同濃度的Fe(NO3)3、Cu(NO3)2、Mn(NO3)2為前驅(qū)體溶液制備的吸附劑。
　　 2)以褐煤作為載體、16 wt％Zn(NO3)2溶液為活性組分前驅(qū)體溶液通過靜態(tài)浸漬法制得的吸附劑的中溫脫硫活性遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于以活性炭為載體的吸附劑，得出吸附劑的孔隙結(jié)構(gòu)及活性組分在載體上的負(fù)載量是影

5、響吸附劑脫硫活性的重要因素。
　　 3)加壓浸漬法制備的吸附劑的脫硫活性遠(yuǎn)大于靜態(tài)浸漬、鼓泡浸漬、超聲輔助浸漬，得出加壓水熱合成是制備褐煤負(fù)載型金屬氧化物中溫煤氣脫硫用吸附劑的最佳浸漬方法。
　　 4)褐煤熱解生成半焦和活性組分活化過程中釋放的少量還原性氣體H2和CO對活性組分金屬氧化物的存在形態(tài)具有較小的影響。
　　 2.浸漬條件對吸附劑脫硫活性的影響、吸附劑的再生及改性
　　 1)浸漬壓力對吸附劑的孔

6、隙結(jié)構(gòu)有較大影響，當(dāng)浸漬壓力為20 atm時(shí)制得的吸附劑擁有最佳的孔隙機(jī)構(gòu)，其比表面積和孔容分別是20.570 m2/g和0.034 cm3/g，同時(shí)該吸附劑具有最佳的脫硫活性。活性組分上載量隨著浸漬液濃度的增加而增大;當(dāng)浸漬液濃度為36 wt％時(shí)，吸附劑的活性組分利用率最高。浸漬時(shí)間從3h增加至7h，活性組分上載量逐漸增加，但當(dāng)浸漬時(shí)間為5h制得的吸附劑擁有最佳的孔隙結(jié)構(gòu)，同時(shí)該吸附劑具有最佳的脫硫活性。硝酸鋅活性組分前驅(qū)體、浸漬壓力

7、為20 atm、浸漬時(shí)間為5h、浸漬濃度為36 wt％為吸附劑制備的最佳條件。
　　 2)對吸附劑HP20Zn36h5進(jìn)行三次硫化/再生循環(huán)實(shí)驗(yàn)，每一次再生后吸附劑的鋅含量降低約5.3％，說明在再生過程中活性組分會有一定的損失。再生后的吸附劑脫硫活性與新鮮吸附劑相比略微較低，經(jīng)三次再生后的吸附劑仍然具有較強(qiáng)的脫硫能力，其穿透時(shí)間和硫容分別可達(dá)43 h和7.22gS/100 g吸附劑。
　　 3)活性組分銅和錳的添加促進(jìn)了