稀土氧化物高温煤气脱硫剂的制备、表征与性能研究

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纯金属氧化物作为高温煤气脱硫剂除去硫化氢时,其性质不稳定。在高温下容易蒸发和烧结,导致活性组分减少、比表面积和孔隙率下降、机械结构解体,从而使得脱硫性能下降、循环再生利用率降低。为了克服纯金属氧化物脱硫剂的这些缺点,我们将稀土元素镧和钐添加到金属氧化物中制成复合氧化物,并将其负载到惰性载体MCM-41上形成负载型脱硫剂。在本文中,我们采用溶胶-凝胶法制备了一系列La(Sm)MeOx/MCM-41负载型脱硫剂和La(Sm)MeOx非负载型脱硫剂,并测试了它们的脱硫活性。脱硫活性测试是在固定床石英反应器内进行,通过考察载体、温度、空速和气体组成对脱硫剂脱硫性能的影响,得出适宜的反应条件为(T=500℃WHSV=9000 ml/h·g, H2-10.5%, H2S-0.33%, CO-17.1%, N2 balance gas)。在该条件下通过考察不同活性组分的脱硫剂我们发现,负载型脱硫剂La(Sm)FeO3/MCM-41比相应的其他脱硫剂的脱硫效果好。多次脱硫-再生循环后硫容保持稳定,BET和TEM表征结果显示,脱硫剂的结构没有遭到严重破坏。同时对反应前后的脱硫剂进行了以下表征:X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、透射电子显微镜(TEM)、热重分析(TGA)、BET比表面积、程序升温脱附(CO2-TPD)和程序升温还原(H2-TPR)。
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