固相合成氧化鋅-改性半焦中高溫煤氣脫硫劑及其性能的研究.pdf

1、根據(jù)我國(guó)的能源特點(diǎn)，煤炭在接下來很長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)依然占據(jù)重要地位，然而煤氣中存在很多有害物質(zhì)，尤其是硫化物（H2S和COS），它們的存在不僅污染環(huán)境妨礙化工過程實(shí)施，還嚴(yán)重危害著人類的健康。中高溫煤氣脫硫是實(shí)現(xiàn)煤炭能源的合理高效利用、減少污染和保護(hù)環(huán)境的關(guān)鍵技術(shù)，如何制備比表面積大、硫容高、反應(yīng)速度快、穩(wěn)定性高而且容易再生的脫硫劑是多年以來的研究重點(diǎn)與難點(diǎn)。
　　本論文采用納米ZnO為活性組分，改性后的半焦為載體，CeO2為助劑，高嶺土

2、為粘結(jié)劑，通過常規(guī)和微波兩種焙燒方式制備負(fù)載型脫硫劑，并且在固定床上進(jìn)行硫化性能測(cè)試。研究了兩種焙燒方式下負(fù)載比（ZnO:半焦）、ZnO含量、助劑含量以及焙燒條件（溫度、時(shí)間）對(duì)硫化性能的影響，并用XRD、FTIR、TEM、SEM、N2-BET、XPS等測(cè)試手段對(duì)脫硫劑進(jìn)行表征，得出的結(jié)論總結(jié)如下:
　　1.半焦改性過程中高溫活化的最佳條件為700℃、2h，此條件下比表面積、孔容、孔徑分別是336.766m2/g、0.31 cm3

3、/g、8.063nm。改性后的與未改性的半焦相比，質(zhì)地變得疏松，幾乎沒有團(tuán)聚現(xiàn)象，具有更發(fā)達(dá)的孔隙結(jié)構(gòu)，集中在小于20nm的中孔處。
　　2.利用乙酸鋅和草酸通過固相合成法制備出分散均勻、晶型完整、結(jié)晶度較好的納米級(jí)活性組分ZnO，并通過常規(guī)和微波兩種焙燒方式制備出負(fù)載型脫硫劑。
　　3.通過硫化性能測(cè)試得出常規(guī)焙燒方式制備脫硫劑的最佳條件:負(fù)載比為10∶6，ZnO含量為30％，焙燒條件為600℃、2h，助劑含量為5％。

4、r>　　4.微波焙燒方式下同樣采用負(fù)載比10∶6，ZnO含量30％，得出最佳焙燒條件為500℃、1h，最佳助劑含量為5％。
　　5.對(duì)兩種方式所得脫硫劑的新鮮樣與硫化樣進(jìn)行表征分析，XRD圖譜顯示新鮮樣中ZnO晶型完整、衍射峰尖銳、結(jié)晶度良好，硫化后樣品中ZnO的峰消失，出現(xiàn)ZnS峰，說明氧化物幾乎都轉(zhuǎn)變?yōu)榱蚧?。TEM分析結(jié)果表明，脫硫劑中ZnO均為20nm左右的圓形顆粒，但是微波焙燒所得脫硫劑的ZnO比較分散。壓汞法數(shù)據(jù)顯示微

5、波焙燒制備的脫硫劑具有更大的比表面積、孔容和孔徑，并且孔徑分布更均勻。N2-BET數(shù)據(jù)顯示硫化后大部分孔被堵塞，孔容減小，與SEM圖譜共同表明硫化過程是一種閉孔過程。由XPS表征得出，微波焙燒所得新鮮樣中Zn2p和O1s的結(jié)合能均偏低，這是由于微波的非熱效應(yīng)導(dǎo)致化學(xué)環(huán)境發(fā)生了變化，硫化后Zn2p結(jié)合能都增加是由于與之結(jié)合的硫離子電負(fù)性比氧離子小，Zn-O之間鍵能被削弱。
　　6.對(duì)常規(guī)與微波焙燒各自最佳條件下所得的脫硫劑進(jìn)行對(duì)比，