稀土介孔氧化物高温煤气脱硫剂的制备、性能和动力学特征研究

【摘要】：采用溶胶-凝胶法制备了一系列La_xFe_yO_z/MCM-41负载型脱硫剂和La_xFe_yO_z非负载型脱硫剂。考察了脱硫剂组成、温度、空速、气体组成、反应器类型和载体对脱硫剂脱硫性能的影响。当入口处硫化氢的体积百分数为0.86%时，50%La_xFe_yO_z/MCM-41(La:Fe=1:2)的突破硫容可达7.94g硫/100g脱硫剂，是理论硫容的63.9%。十次连续脱硫-再生循环试验结果表明，50%La_xFe_yO_z/MCM-41(La:Fe=1:2)是出色并且稳定的脱硫剂。同时对反应前后的脱硫剂进行了以下表征：BET比表面积、高分辨率透射电镜(HRTEM)、X射线衍射(XRD)和X射线光电子能谱(XPS)。 发现钐基脱硫剂(负载在MCM-41或者SBA-15的SmMeOx，Me=Fe, Zn, Co)在硫化和再生阶段均可产生单质硫(由飞行时间质谱(TOF-MS)证实)，并经单纯的氧化钐脱硫剂的脱硫-再生循环实验证实了单质硫的产生是钐元素的作用。 提出了等效孔模型来描述反应气H_2S在尖晶石型氧化物/SBA-15脱硫剂上的动力学特征。化学反应的表观速率常数和扩散系数对温度的依赖关系用阿伦尼乌斯公式表示。对于LaFeO_3/SBA-15，基于脱硫的实验数据求得化学反应的表观活化能(Ea)和扩散活化能(Ed)分别为26.99和44.00kJ·mol~(-1)。 【关键词】：稀土氧化物 介孔结构 高温煤气脱硫 动力学模型
【学位授予单位】：天津大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：X701.3
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-7
• 第一章 文献综述7-25
• 1.1 前言7-8
• 1.2 铁基氧化物脱硫剂8-12
• 1.3 表征技术12
• 1.4 载体12-20
• 1.4.1 非介孔载体及其制备方法13
• 1.4.2 介孔材料的制备方法13-16
• 1.4.3 介孔材料制备过程中物种间相互作用的方式16-17
• 1.4.4 介孔材料的合成机理17-19
• 1.4.5 介孔材料的结构特征19-20
• 1.4.6 介孔材料孔径控制的方法20
• 1.5 脱硫动力学模型20-24
• 1.5.1 未反应收缩核模型21-22
• 1.5.2 粒子模型22-23
• 1.5.3 随机孔模型23
• 1.5.4 失活模型23-24
• 1.6 课题的提出与目标24-25
• 第二章 实验部分25-37
• 2.1 仪器与药品25-26
• 2.1.1 实验药品25-26
• 2.1.2 实验仪器26
• 2.2 脱硫剂的制备26-27
• 2.2.1 载体的制备26
• 2.2.2 脱硫剂的合成26-27
• 2.3 脱硫剂的表征27-29
• 2.3.1 低温氮气吸附表征(BET)27-28
• 2.3.2 X 射线衍射(XRD)28
• 2.3.3 X 射线光电子能谱(XPS)28
• 2.3.4 高分辨率透射电镜(HRTEM)28
• 2.3.5 飞行时间质谱(TOF-MS)28-29
• 2.4 脱硫剂活性测试与再生29-32
• 2.4.1 实验中所用溶液的配制30
• 2.4.2 硫化氢的浓度分析30-31
• 2.4.3 结果计算31-32
• 2.5 动力学模型的建立32-37
• 第三章 结果与讨论37-63
• 3.1 硫化前后脱硫剂的氮气吸附等温曲线及其分析37-40
• 3.2 硫化前后脱硫剂的 XRD 谱图及其分析40-42
• 3.3 硫化前后脱硫剂的 HRTEM 谱图和元素分布图及其分析42-43
• 3.4 硫化前后脱硫剂的 XPS 谱图及其分析43-46
• 3.5 脱硫剂的活性测试46-57
• 3.5.1 脱硫剂的组成对其脱硫性能的影响46-47
• 3.5.2 温度对脱硫剂性能的影响47-49
• 3.5.3 空速对脱硫剂性能的影响49
• 3.5.4 气体组成对脱硫剂性能的影响49-53
• 3.5.5 反应床类型对脱硫剂性能的影响53-54
• 3.5.6 载体对脱硫剂性能的影响54-55
• 3.5.7 脱硫-再生循环测试55-57
• 3.6 硫化后脱硫剂的热脱附与再生时的 TOF-MS 谱图及其分析57-58
• 3.7 动力学结果分析58-63
• 3.7.1 硫化温度对动力学参数的影响58-60
• 3.7.2 动力学参数的计算60-63
• 3.7.2.1 化学反应的频率因子kso和表观活化能Ea60-61
• 3.7.2.2 内扩散的频率因子Deo和活化能Ed61-63
• 第四章 全文总结63-64
• 参考文献64-75
• 发表论文和参加科研情况说明75-76
• 附录76-78
• 致谢78

您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

铁钙氧化物高温煤气脱硫剂的制备    李彦旭,李春虎,郭汉贤,钟炳

工业侧流试验高温脱硫剂的性能测试    李彦旭,李春虎,上官炬,沈芳,樊惠玲

铁钙混合氧化物脱硫剂的硫化与再生过程研究    李彦旭,宋靖,李春虎,郭汉贤,谢克昌

用白泥和赤泥制备烟气脱硫剂    张新玲;李春虎;侯影飞;冯丽娟;王文泰;张丽;

脱硫剂的研究进展    谢璐;奕亚芬;胡新颜;郑文;陈瑶;马剑华;

白泥烟气脱硫的应用    张新玲;李春虎;王文泰;张丽;侯影飞;冯丽娟;

焦炉煤气和其它工业尾气的净化与发电    张国昌;李春虎;

铁钙氧化物高温脱硫过程中H_2和H_2O(g)效应    李彦旭,李春虎,郭汉贤,钟炳

热煤气脱硫的研究进展    李家亮,孟凡涛,田贵山,任京成,许珂敬,李国昌

1999～2000年合成氨、尿素技术进展    刘苹

利用碱厂白泥和钢厂赤泥生产高效烟气脱硫剂的研究    张新玲;李春虎;于英民;张丽;王文泰;

CaO-Fe_2O_3/γ-Al_2O_3再生SO_2脱硫剂的制备及脱硫再生研究    汪涛

生物质气化燃气中硫化氢的高温脱除研究    赵锐

氧化铁基高温煤气脱硫剂再生研究    侯鹏飞

利用钢厂赤泥和碱厂白泥制备烟气脱硫剂    张新玲

铁锰基中温煤气脱硫吸附剂的气氛效应研究    王海堂

半焦负载Zn/Mn/Cu吸附剂的硫化动力学研究    马志微

高温煤气中硫化氢的脱除研究    费洪佳

Zn-Mn-Cu复合氧化物脱硫剂再生性能及其硫化动力学研究    赫瑞元

国内外高温煤气脱硫技术探讨    李彦旭,李春虎,郭汉贤,钟炳

高温煤气脱硫 Ⅱ.铁锌基脱硫剂再生工艺条件的研究    卢朝阳,沙兴中,李四生,田安意,王宇红

含氧气氛下氧化铁基高温煤气脱硫剂再生行为    侯鹏飞;上官炬;张海红;

水汽气氛下氧化铁基高温煤气脱硫剂再生行为    侯鹏飞;赵瑞壮;上官炬;梁丽彤;樊惠玲;米杰;

煤气厂脱硫剂脱硫探讨    李凌澍;

沼气脱硫    韦文虎;张金林;查忠秀;

常温氧化铁脱硫法在油页岩干馏瓦斯中的应用    张宗平;

常温氧化铁脱硫法在油页岩干馏瓦斯中的应用    张宗平;

煤层气脱硫新方法研究    钟立梅;

氧化铁高温煤气脱硫剂再生动力学行为研究    张红霞;赵瑞壮;上官炬;

高温煤气脱硫剂再生行为气氛效应的研究进展    赵瑞壮;上官炬;娄艳茹;宋瑾;

铁基脱硫剂的动态再生    郝昌清;张德祥;吴亭亭;

高温煤气脱硫剂研究进展    宋娥媚;谢丽娜;

烧结厂脱硫方法的分析与选择    刘建秋;

冶炼烟气、硫酸尾气钠法脱硫治理工程实例    叶际宣;李剑胜;

催化汽油氧气相转移催化氧化及萃取脱硫的研究    任杰;段翔;慎炼;

铁水各种脱硫方法对脱硫后铁水在炼钢炉中利用条件的影响    舍甫钦柯 A.Φ.;刘东业;维尔贡 A.C.;巴什马科夫 A.M.;苏天森;

洁净化燃煤技术的探讨    王亚平;宋建旺;

杂多酸及其铯盐催化氧化脱硫反应的研究    李新华;丁孝涛;金明善;索掌怀;

CuZSM-5吸附剂噻吩吸附性能的研究    吕美;张雷亮;许波连;邱金恒;范以宁;

加快实施烧结烟气脱硫，促进区域环境改善    单尚华;李春风;

秦发电快步实施脱硫技改项目    记者 马卫庆 通讯员 赵学军 李德刚

自主研发脱硫技术产业化前景广阔    赵建国

株冶借先进脱硫技术发展循环经济    金光辉

不仅要脱“硫”还要去“渣”    舍甫钦柯A.ф. 刘东业 苏天森

氨法脱硫装置在齐鲁石化开车    殷兴华

青岛垂青海水脱硫    蓝刚

BOT能否解决脱硫疑难杂症    本报记者 文雯

脱硫废弃物有了“点金术”    记者　 宋鹏霞 实习生 郭艺珺

创新领头人——葛介龙    

DS—二氧化硫烟气治理技术在株冶成功运用    金光辉

炭质多孔材料的结构控制及对H2S、CO2脱除行为研究    陈庆军

吸附法脱除烟气中的二氧化硫研究    智永婷

油田轻烃分馏与精制技术研究    王志恒

变压过程脱除气体中微量硫化氢的研究    钟立梅

煤的电化学脱硫基础研究    李登新

栲胶脱硫工艺副产物生成机理及影响因素的研究    牛艳霞

喷动床内半焦颗粒烟气脱硫技术研究    邢力超

超重力湿式氧化法脱除气体中硫化氢技术研究    祁贵生

模拟柴油生物脱硫机理及动力学研究    陈晗

烟气排放实时连续监测系统关键技术的研究    李树珉

稀土介孔氧化物高温煤气脱硫剂的制备、性能和动力学特征研究    万正勇

超（亚）临界水浸渍法制备锰基中温煤气脱硫剂的研究    刘炼伟

超临界水浸渍法制备锰基中温脱硫剂的研究    司伟平

稀土氧化物高温煤气脱硫剂的制备、表征与性能研究    湛月平

聚苯乙烯微球的制备及织构对高温煤气脱硫剂性能的影响    宋瑾

高温煤气脱硫剂La（Sm）MeO_x/SBA-15的研制与性能研究    卫晓娜

半焦负载锌锰铜吸附剂的中温煤气精脱硫研究    靳庆麦

铁锰系氧化物脱除合成气中羰基硫的应用基础研究    柏勇

改性半焦负载（Fe，Zn，Mn）复合金属氧化物中高温煤气脱硫剂的制备    张永艳

氧气及水氧混合气氛下半焦负载（Fe,Zn,Ce）中高温煤气脱硫剂的再生行为    曹俊倡