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作者： mukamurara delphine 大连理工大学

学位级别：硕士

近年来,天然气作为清洁能源广泛应用于发电、化工、城市燃气等领域。然而,在天然气开采和运输过程中,汞元素的存在会对人体健康、铝设备和生态环境等造成危害。汞具有毒性、持久性、生物累积性和大范围的传播性。它会腐蚀铝设备,导致容... 详细信息

近年来,天然气作为清洁能源广泛应用于发电、化工、城市燃气等领域。然而,在天然气开采和运输过程中,汞元素的存在会对人体健康、铝设备和生态环境等造成危害。汞具有毒性、持久性、生物累积性和大范围的传播性。它会腐蚀铝设备,导致容器减压、管道泄漏和爆炸。因此,实现含汞天然气的高效且经济的净化已成为天然气循环利用发展中亟待解决的问题之一。在工业上,活性炭常用作天然气中汞的吸附剂。根据活性炭的孔结构和比表面积的微观性质,实验中用硫对活性炭进行改性,并用固定床吸附装置评价吸附剂的吸附能力。本实验主要采用高温硫化法和超临界流体沉积法制备硫浸渍的多孔活性炭。高温硫化法制备硫浸渍多孔活性炭的主要影响因素有浸渍时间、浸渍温度和硫碳比;超临界流体沉积法的主要影响因素包括温度、压力、浸渍比和共溶剂。研究结果表明:采用高温硫浸渍法合成了硫浸渍的多孔活性炭,并在小型固定床反应器中,将所合成的吸附剂应用于去除天然气中的汞元素。设计了一系列的实验探究了Hg的最佳捕获条件。此外,实验结果表明,脱除Hg的最佳条件分别为:硫与活性炭的浸渍比为1:10、浸渍温度为350℃以及浸渍时间为3小时。高温可以改变活性炭的表面性质,从而形成了新的活性吸附位点。首先,随着浸渍温度的逐渐升高,硫浸渍的多孔活性炭的吸附容量随之增大。然而,当浸渍温度高于500℃时、硫浸渍的多孔活性炭的吸附容量开始减小。研究表明,制备的吸附剂能够以较高的吸附效率去除大量的Hg（23.615mg/g）。本研究工作可为天然气发电厂在相同条件下脱除汞提供参考。在超临界实验中,压力和温度对试样有很大的影响。其中优化制备的吸附剂在12.5 MPa下,反应器温度在40～80°C时,吸附剂具有最佳的吸附能力。二硫化碳溶液是促进硫进入活性炭孔隙,提高硫装填效率的共溶剂。

关键词：载硫多孔活性炭汞的吸附高温渗硫超临界流体沉积天然气固定床

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氧化铜脱汞剂的制备及其脱汞研究

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现代化工 2020年第2期40卷 132-136,142页

作者：任赏赏刘学武陈淑花 delphine mukamurara 邹久朋大连理工大学化工机械与安全学院辽宁大连116024 大连大学环境与化学工程学院辽宁大连116622

为脱除天然气中的单质汞,采用球状氧化铝负载氧化铜制备一系列负载型氧化铜脱汞剂,以动态脱汞装置考察了浸渍时间、活化时间、浸渍比等操作参数对其脱汞性能的影响,并结合XRD及XPS等测试对脱汞剂进行分析和表征。结果表明,载体上存在氧... 详细信息

为脱除天然气中的单质汞,采用球状氧化铝负载氧化铜制备一系列负载型氧化铜脱汞剂,以动态脱汞装置考察了浸渍时间、活化时间、浸渍比等操作参数对其脱汞性能的影响,并结合XRD及XPS等测试对脱汞剂进行分析和表征。结果表明,载体上存在氧化铜且分散性较好,浸渍液和载体的最佳浸渍时间为6 h、最佳浸渍比为40 m L∶20 g、最佳活化时间2 h,在该工艺条件下制备的CuO/Al2O3脱汞剂具有较好的脱汞性能,汞穿透吸附量达到17. 904μg/g;脱汞剂的脱汞性能随浸渍时间的增加先增大后减小,随浸渍比的增大呈现较小波动。

关键词：天然气单质汞氧化铜穿透吸附量

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Optimization of Fixed-Bed Design for Natural Gas Mercury Removal by Sulfur Doped into Porous Activated Carbon

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Journal of Materials Science and Chemical Engineering 2019年第2期7卷 13-25页

作者： delphine mukamurara Xuewu Liu Shuhua Chen Shangshang Ren Jean Claude Munyemana Jiupeng Zou School of Chemical Machinery and Safety Dalian University of Technology Dalian China College of Environmental and Chemical Engineering Dalian University Dalian China Lanzhou Institute of Chemical Physics Chinese Academy of Sciences Lanzhou China University of Chinese Academy of Sciences Beijing China

The present work reports the synthesis and application of sulfur doped into porous activated carbon for removing elemental mercury from natural gas using a bench-scale fixed-bed reactor. A series of experiments were carried out to investigate the optimization of Hg0 capture. Furthermore, our experimental results about optimum conditions to remove Hg0 were 1:10 of sulfur to activated carbon impregnation ratio, 350°C of impregnation temperature, and 3 hours of impregnation time. This research showed that the prepared adsorbents were capable to remove remarkable amount of Hg0 (23.615 mg/g) at high adsorption efficiency. This study may serve as reference on natural gas power plants for the removal of Hg0 using the same conditions.

关键词： Porous activated Carbon Mercury Adsorption Mechanism Natural Gas Elemental Sulfur Impregnation

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