锰氧化物脱硫剂固相形态及硫迁移与羰基硫生成的关系

作     者：薛飞 

作者单位：太原理工大学 

学位级别：硕士

导师姓名：上官炬

授予年度：2012年

学科分类：083002[工学-环境工程] 0830[工学-环境科学与工程（可授工学、理学、农学学位）] 08[工学] 

主      题：锰氧化物脱硫剂 气固催化反应 固相形态 元素分布 COS生成机理 

摘      要：由于具有脱硫精度高、脱硫温区范围广等优点,干法脱硫中的金属氧化物脱硫已成为煤炭洁净转化与利用技术中的关键技术。随着金属氧化物脱硫技术理论研究和实践应用的不断深入,发现脱硫过程中有“放硫-羰基硫(COS)生成现象。COS的生成严重地影响着金属氧化物脱硫剂的继续开发及应用范围,并对后续催化工艺有着很大的影响。所以,探索金属氧化物脱硫剂脱硫过程中COS的生成机理并获取降低COS生成的方法成为煤制气净化技术必须解决的问题。 氧化锰基脱硫剂由于具有较高的脱硫活性和较快的脱硫反应速度而被广泛应用于硫化氢(H2S)的脱除,但该脱硫剂用于脱除H2S时也存在COS生成的现象。本文依照国家自然科学基金项目(20976116)和山西省基础研究计划项目(2009011010-2)金属氧化物脱硫过程中COS生成机理的研究内容,选用不同价态的锰氧化物脱硫剂为研究对象,在固定床反应器中考察了其H2S脱除性能及COS生成规律,并与X射线衍射仪(XRD)、X光电子能谱仪(XPS)、电子扫描能谱仪(EDS)表征结果关联,力求获得COS生成与脱硫剂固相形态及元素分布之间的关系及COS生成机理。主要结论如下： ①通过控制沉淀剂滴加速度、焙烧温度及还原温度制备出了三种不同价态的锰氧化物脱硫剂,并通过H2-TPR和CO-TPR表征,确定出各种锰氧化物的存在温区,制定出在550℃条件下考察CO2+H2S+N2气氛下脱硫过程中各价态锰氧化物性能及分别在250℃和5500C条件下考察CO+H2S+N2气氛下脱硫过程中各价态锰氧化物性能的研究方案。 ②在550℃、H2S+CO2+N2气氛下于固定床反应器中考察了不同价态锰氧化物脱硫剂对于H2S的脱除性能及COS的生成规律。结果表明：制备的锰氧化物脱硫剂在脱硫过程中对于H2S穿透时间顺序为：Mn3O4