半焦负载锌锰铜吸附剂的中温煤气精脱硫研究

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中温煤气脱硫在气化煤气和热解煤气为基础的高效、清洁“多联产”技术中占有重要的地位。由于环保和相关工艺对脱硫精度要求的提高,使精脱硫日益受到重视。制备并研究价格便宜、脱硫精度好、脱硫效率高、循环稳定性优良的精脱硫剂是非常必要的。半焦具有与活性炭相似的孔结构,且廉价易得,本文选择半焦作为脱硫剂载体,脱硫精度较高的ZnO作为脱硫剂的主活性组分;为改善锌基脱硫剂硫容小、反应速度慢的缺点,选择具有硫容大、与硫化氢反应速度快的MnO作为次活性组分;选择热稳定性好的CuO作为另一次活性组分。采用加压浸渍法改善半焦的孔结构,改变前驱体溶液的浓度控制活性组分的浸渍量。通过加压水热合成、过滤、干燥,煅烧等工序制备了锌-锰-铜基系列精脱硫用吸附剂。采用常压固定床实验装置,在模拟煤气(CO: 33 vol%,H2: 39 vol%,N2: balance gas,H2S: 300±10 ppm)气氛下、300 ~ 550 oC温度范围内对所制备的吸附剂的硫化性能进行了分析,并利用电镜、XRD和BET等手段对各脱硫剂进行了表征。得到如下实验结果:1)半焦为载体、ZnO为主活性组分、MnO和CuO为次活性组分,采用加压浸渍法可制备出性能优良的中温煤气精脱硫用吸附剂。2)确定了活性组分锌、锰、铜的浸渍液浓度为20 %、2 %、6 %;浸渍顺序为同时浸渍,浸渍压力为20 atm,浸渍时间为5 h,煅烧温度为500 oC,煅烧时间为5 h的最佳制备工艺参数。3)优化条件制备的三组分Z20M2C6SC吸附剂在300 ~ 550oC硫化温度和2000 h-1空速下,脱硫精度达到0.1 ppm的穿透时间为95 h,硫容为17.20 %。4)加压水热合成过程中半焦载体的孔结构的改善,活性组分间的相互作用是影响吸附剂硫化性能的主要原因。
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