負載型凹凸棒石基脫硫劑的制備表征及脫硫動力學研究.pdf

1、近年來，伴隨著國際發(fā)展大潮，我國的工業(yè)也在迅猛發(fā)展。而作為以燃煤為主要能源結構的一次性能源消費的發(fā)展中國家，我國SO2排放量一直位居世界首位，煤炭等化石能源的大量消耗給環(huán)境帶來巨大的污染，環(huán)境的逐步惡化與民眾生活水平的提高相悖而行。因此，研究SO2脫除工藝以及脫硫機理具有重要意義。本論文采用江蘇盱眙產(chǎn)的工業(yè)級凹凸棒土為基體，混合活性氧化鋁并使用浸漬法使其負載金屬氧化物，從而制備出一種新型的負載型凹凸棒石基脫硫劑，并用其進行動態(tài)脫硫?qū)嶒灒?/p>

2、對脫硫條件進行了進一步篩選優(yōu)化，同時還對其脫硫機理進行了進一步的實驗探索與分析。主要研究結果如下：
　　1.以納米級凹凸棒石黏土（ATP(A)）、硝酸鈰等為原材料，采用烘干焙燒，浸漬工藝制備CuO/CeO2-ATP(A)脫硫劑，并采用動態(tài)脫硫?qū)嶒瀸γ摿驐l件進行了初步探索，考察了不同溶液浸漬濃度以及含水率對脫硫劑性能的影響。結果表明，當硝酸鈰溶液浸漬濃度為15％，硝酸銅溶液浸漬濃度為10%時，含水率為30%時，該負載型凹凸棒石基脫硫

3、劑脫硫效果最好。
　　2.通過對五種不同類型的凹凸棒石進行負載、篩選以及優(yōu)化實驗后，最終選取江蘇盱眙產(chǎn)的工業(yè)級凹凸棒石黏土（ATP(G)），混合活性氧化鋁，使用浸漬法使其負載金屬鈷氧化物，制備了新型脫硫劑——Co3O4/γ-Al2O3-ATP(G)，并使用SEM，F(xiàn)T-IR，XRD等手段對其性能進行表征。結果表明：土樣配比為6.5:3.5，浸漬濃度20%，焙燒溫度500℃時，該新型脫硫劑的硫容最高，且隨著反應溫度的升高，其硫容呈逐

4、漸降低趨勢。
　　3.通過動態(tài)脫硫?qū)嶒?，對Co3O4/γ-Al2O3-ATP(G)的脫硫動力學以及脫硫機理進行了進一步的研究分析，結果表明，當量粒徑為2mm，氣速F>450ml/min時，可忽略內(nèi)外擴散對實驗結果的影響，且該新型脫硫劑吸附脫硫為典型的放熱反應，吸附過程可與Sigmoidal(Boltzmann)相符，擬合方程為y=4.39+(5.43-4.39)/(1+exp((x-0.187)/0.164))。
　　4.

5、SO2在該Co3O4/γ-Al2O3-ATP(G)型鈷負載型凹凸棒石基脫硫劑的表面發(fā)生的吸附反應速率可使用“階段式”的Bangham（班厄姆）孔道擴散模型來進行衡量。0-60s內(nèi)，該鈷負載型凹凸棒石基脫硫劑的吸附反應速率主要受氣膜擴散控制，其線性擬合方程為y=-5.07662+0.06342x。之后，由于反應產(chǎn)物的堆積，SO2在該鈷負載型凹凸棒石基脫硫劑表面反應速率的控制因素由氣膜擴散控制轉(zhuǎn)變?yōu)楫a(chǎn)物層擴散控制，其線性擬合方程為y=-2.

6、08674+0.01811x。
　　5.隨著 SO2濃度的增加，脫硫劑吸附 SO2穿透時間降低。此外，隨著 SO2濃度的增加，相應穿透曲線呈現(xiàn)不同的變化趨勢，其可能原因為SO2濃度不同時，在鈷負載型凹凸棒石基脫硫劑表面發(fā)生的吸附反應其反應速度的控制因素不同。
　　6.結合相關文獻，采用不同方法對該Co3O4/γ-Al2O3-ATP(G)鈷負載型凹凸棒石基脫硫劑的再生性能進行了初步探索并通過正交實驗對其再生條件進行了優(yōu)化實驗。