改性活性半焦脫除原料氣中H-,2-S的研究.pdf

1、以煤、石油和天然氣為原料生產(chǎn)氨、甲醇、甲烷化煤氣等產(chǎn)品時大多使用高效催化劑或貴金屬催化劑，原料氣中硫化物中毒是催化劑失活的主要原因，微量的硫化物(如H<,2>S為0.1ppm)就可使催化劑完全失去活性。 本論文選用內(nèi)蒙古鄂爾多斯活性半焦作為活性炭基材料脫硫劑的前驅(qū)體，利用高壓水熱活化、硝酸氧化和高溫煅燒三種方式以及它們之間多步組合改性方式制備出了系列改性半焦脫硫劑。對原料半焦和改性半焦的表面總酸堿性官能團含量進行了滴定與分析。滴

2、定與分析結果表明：原料半焦含有較高的含氧官能團和固定碳，表面酸堿性官能團含量都較小，其中表面堿性官能團含量高于表面酸性官能團含量；高壓水熱化學改性造成改性半焦表面酸性官能團減少，提高了表面堿性官能團的含量；硝酸氧化改性，增加了改性半焦樣品表面含氧官能團的含量，同時也提高了改性半焦表面含氮官能團的含量，其脫灰能力非常明顯；高溫煅燒時，氧氣或水的存在都能增加半焦表面的堿性官能團，增濕通氧煅燒后的改性半焦樣品表面堿性官能團含量最高。

3、在模擬原料氣氣氛下，利用固定床反應器，對原料半焦和改性半焦脫硫劑脫除H<,2>S的性能以及工藝操作參數(shù)對脫硫活性的影響進行了研究。結果表明：原料半焦脫除原料氣中H<,2>S的效率和硫容都很低；高壓水熱化學、硝酸氧化和高溫熱處理三種改性方式可提高改性半焦脫硫效率和硫容，高壓水熱化學處理活性半焦后，用HNO<,3>活化1.5h，水洗干燥后于720℃下，在約1﹪O<,2>、45﹪H<,2>O其余由氮氣平衡的氛圍中煅燒1.5h，這樣制備的活性半

4、焦脫硫效果最好；負載CuO的半焦，其脫硫能力提高明顯；溫度為75℃，水含量為8-10﹪，氧氣含量在3-5﹪范圍內(nèi)，活性半焦的脫硫性能最佳；當空速小于900h<'-1>時，脫硫反應為擴散控制，空速大于900h<'-1>時，為反應控制。 分析不同活性半焦的脫硫性能與其物性參數(shù)的關系，發(fā)現(xiàn)提高表面堿性官能團含量能改善活性半焦脫除H<,2>S的效率和硫容，但硫容與表面堿性官能團含量不存在正比關系。改性半焦脫除H<,2>S的效率和硫容，隨

5、微孔體積增大而增大，與總孔容也無線性關系。活性半焦比表面積較大時，脫硫效果較好，但脫硫能力與比表面積不存在線性關系，比表面積不是影響脫硫劑脫硫活性的關鍵因素；XRD分析表明，按CuO∶C=4﹪(質(zhì)量比)活性半焦負載硝酸銅，在550℃和720℃煅燒后表面有CuO存在，脫硫后有CuS生成。采用溶劑再生法和氣體再生法對脫除H2S后的失活半焦再生。溶劑再生時所用的溶劑為HNO<,3>溶液，氧化的方法使活性半焦再生。氣體再生時所用到的氣體分別為N