鎂基儲(chǔ)氫材料用于焦?fàn)t煤氣加氫脫硫影響因素的研究——儲(chǔ)氫材料與噻吩的反應(yīng).pdf

1、儲(chǔ)氫材料中固相原子態(tài)氫由于具有較高的反應(yīng)活性，可為有機(jī)含硫化合物的加氫脫硫反應(yīng)提供氫源，使反應(yīng)條件溫和化。本文以氫氣反應(yīng)球磨法制備了鎂碳復(fù)合儲(chǔ)氫材料70Mg30C，以焦?fàn)t煤氣中一種典型的有機(jī)含硫化合物—噻吩為反應(yīng)物，對(duì)儲(chǔ)氫材料與噻吩加氫脫硫反應(yīng)的機(jī)理、影響因素進(jìn)行了探索，并模擬了工業(yè)條件下的精脫硫操作。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中綜合運(yùn)用了XRD、SEM、FT-IR、EDS以及p-c-T特性測(cè)試、排水法放氫測(cè)試裝置等分析表征手段，以及氣質(zhì)聯(lián)用儀、微量硫分

2、析儀、庫(kù)倫測(cè)硫儀等產(chǎn)物分析設(shè)備。
　　實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，隨著溫度的升高，儲(chǔ)氫材料的放氫速率和放氫量增大。放氫速率和放氫量在250～350℃溫度范圍內(nèi)顯著增大，這是由于在此溫度區(qū)間內(nèi)MgH2大量分解，溫度高于350℃時(shí)，放氫速率和放氫量接近最大值。相應(yīng)地，儲(chǔ)氫材料在低于250℃時(shí)基本不與噻吩發(fā)生反應(yīng)，隨著溫度的升高，兩者逐漸發(fā)生反應(yīng)，首先是反應(yīng)后氣體產(chǎn)物中檢測(cè)到H2S，繼而在儲(chǔ)氫材料中檢測(cè)到MgS，溫度繼續(xù)升高，生成 H2S的量減少，M

3、gS的量增多。說(shuō)明儲(chǔ)氫材料中的氫可脫除噻吩中的S原子并生成H2S，溫度的升高有利于反應(yīng)H2S+Mg→MgS+H2的進(jìn)行。
　　最適的加氫脫硫反應(yīng)時(shí)間與溫度有關(guān)。溫度較低時(shí)，儲(chǔ)氫材料的放氫速率慢，因而應(yīng)適當(dāng)延長(zhǎng)與噻吩反應(yīng)所需要的時(shí)間；反之則縮短反應(yīng)時(shí)間。因此反應(yīng)時(shí)間當(dāng)參照儲(chǔ)氫材料在不同溫度下的放氫規(guī)律來(lái)確定。溫度相同時(shí)，在不同的反應(yīng)時(shí)間內(nèi)得到的儲(chǔ)氫材料與噻吩的反應(yīng)產(chǎn)物不同。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，儲(chǔ)氫材料中的氫與噻吩中的S先生成H2S，然后H

4、2S與Mg結(jié)合生成MgS。
　　氫氣壓強(qiáng)對(duì)儲(chǔ)氫材料與噻吩的反應(yīng)影響較大，壓強(qiáng)不同時(shí)，產(chǎn)物不同。當(dāng)氫氣壓強(qiáng)低于儲(chǔ)氫材料的吸放氫平臺(tái)壓時(shí)，儲(chǔ)氫材料對(duì)噻吩的作用趨向于脫硫劑，即與噻吩反應(yīng)后生成MgS，使氣體中的含硫量減少；當(dāng)氫氣壓強(qiáng)高于儲(chǔ)氫材料的吸放氫平臺(tái)壓時(shí)，儲(chǔ)氫材料對(duì)噻吩的作用趨向于催化劑，含硫產(chǎn)物以H2S為主。因此，通過(guò)控制反應(yīng)氣氛中的氫氣壓強(qiáng)，可以得到不同的含硫產(chǎn)物。
　　為模擬工業(yè)條件下儲(chǔ)氫材料與噻吩反應(yīng)，特進(jìn)行連續(xù)式反