锌基有序介孔高温煤气脱硫剂性能稳定性及动力学研究

来源 :太原理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:tuniao1
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
煤气中的硫化氢会对产品和环境造成严重污染,需对其进行净化才能进行下一步利用。在高温煤气脱硫过程中,脱硫剂存在烧结、粉化等现象,导致其硫化性能稳定性差、重复利用率低。因此,改善脱硫剂稳定性,提高脱硫剂的多次硫化-再生循环性能对发展煤气脱硫技术具有重要的意义。本文以醋酸锌为原料,选取改性MCM-41分子筛为载体,考察制备过程中影响因素对脱硫剂多级孔隙构筑的影响,通过原位氧化制备得到锌基有序介孔高温煤气脱硫剂,优化脱硫剂织构及硫化性能,深入探究脱硫剂微观结构构筑与性能之间的构效关系,揭示微波加热在原位氧化及再生过程中基于热效应和非热效应的微观传质强化作用和界面效应,从动力学角度分析了脱硫剂织构对硫化-再生行为的影响机制。具体研究结果如下:(1)在制备过程中,脱硫剂孔道有序度随铝含量的增加下降,当硅铝摩尔比为30:1时,硫容最大,为9.14 g S/100 g脱硫剂。脱硫剂硫化性能随晶化p H升高出现先增大后减小的趋势,p H值为10.0时脱硫剂的硫化性能最优。增加硫源的添加量提升了脱硫剂结构性能,脱硫剂比表面积和孔容在锌硫摩尔比1:3时最大。脱硫剂硫化性能随着活性组分添加量的增加显著提高,当锌硅摩尔比为0.32:1时,脱硫剂的硫化性能最好。综合所得脱硫剂的最优制备条件为硅铝比30:1、晶化p H值10.0、锌硫比1:3和锌硅比0.32:1。(2)在原位氧化过程中,当氧化温度为650°C时,前驱体氧化率最高,脱硫剂的硫化性能最优。氧化空速达到3000 h-1时,硫容相应最高。当氧气浓度为6 vol%时,制备所得脱硫剂的硫化性能达到最优。因此,在脱硫剂的原位氧化过程中,最优条件为氧化温度650°C、氧化空速3000 h-1、氧气浓度6 vol%。在硫化性能测试中,铝掺杂的脱硫剂初次硫容有所下降,但是在多次硫化-再生循环过程中,脱硫剂展现出较高的结构稳定性,硫容保有率从51%提高至81%。(3)相比常规方法,微波氧化-再生方式降低了活性组分结合能,使脱硫剂对硫化氢的吸附能力增强,同时促进活性组分向表面迁移,增加活性位点,提高了硫化活性,脱硫剂的初次硫容上升至10.30 g S/100 g脱硫剂。微波加热的特性减少了高温对载体的影响,使脱硫剂在硫化-再生循环过程中保持了良好的孔道结构有序度,脱硫剂的硫化性能稳定性得到提高,经过五次硫化-再生循环,微波氧化-再生所得脱硫剂的硫容保有率提高至88%。(4)动力学研究结果表明,脱硫剂的硫化和再生反应都为一级反应。硫化反应中,铝的引入提高了表面化学反应活化能,降低了颗粒间扩散活化能,这是由于铝掺杂增强脱硫剂表面酸性的同时提高了载体结构稳定性。微波氧化制备的脱硫剂在硫化过程中表面化学反应活化能和颗粒间扩散活化能有所降低,证明微波对微观传质具有强化作用,提高了脱硫活性。再生动力学研究中发现,铝掺杂脱硫剂的表面化学反应活化能和颗粒间扩散活化能有所下降,经过微波氧化后脱硫剂的两种活化能进一步降低,这表明改善脱硫剂结构稳定性可以降低硫化和再生过程中的反应阻力,提高脱硫剂在多次硫化过程中的性能。
其他文献
研究背景和目的大体积软组织缺损的重建仍是目前整形医生所面临的难题。现有的重建方法例如皮瓣移植、脂肪移植或材料填充等都需要进行手术操作,近年来出现的非手术侵入方法
谱图理论是图论与组合矩阵论中的一个重要研究领域,它通过图的相关矩阵所描述的谱参数来刻画图的结构,并研究图的谱参数与其结构之间的内在联系.本文通过图的拉普拉斯谱以及
多民族同源型神话是关于不同民族起源于一个地方,或拥有同一个祖先的神话,是人类起源神话的一种重要类型。我国拥有众多的同源型神话,本论文以搜集到的110篇多民族同源型神话为研究基础,运用中华民族共同体意识的相关理论,以及统计分析法,探究多民族同源型神话对构建中华民族共同体意识的积极作用。本文分为绪论、正文和结语三个部分。绪论部分的内容有4点:选题缘由和研究意义;研究方法及创新点;研究综述;相关概念的界
重症医学的飞速发展,改善了危重症患者的短期结局,提高了存活率,ICU机械通气存活者的数量逐年增长。面对重症疾病及ICU治疗经历,存活者经历着认知、生理以及心理功能障碍,严
研究背景:骨内血管参与调控骨的生长与代谢,骨骼发育过程离不开血管的发生,血管对骨量和骨稳态维持具有重要作用,多种骨伤、病(骨折、骨质疏松、股骨头坏死等)与骨血管异常有
背景:宫颈癌是最常见的妇科恶性肿瘤,侵袭转移是导致宫颈癌患者死亡的重要原因之一。肿瘤微环境是由各种成分,如肿瘤细胞、细胞外基质、免疫细胞等共同组成的适宜肿瘤生长的
城市是人们生产生活、学习娱乐的重要场所,其降尘质量的好坏会对城市水、大气、生态环境及居民健康产生重要影响,近年来城市降尘已成为城市环境问题的研究热点之一。沈阳市作为我国北方典型的工业城市,其燃煤消耗量较大,交通运输业发展迅速,商业发达,人口密集,重金属污染问题突出,且目前对于沈阳市降尘中重金属的研究开展较少,因此对沈阳城市降尘中的重金属污染开展相关研究意义重大。本文以沈阳城市降尘中的重金属污染物为
目的:血液恶性肿瘤的免疫治疗在近几年已经实现了重大的突破。然而,部分患者免疫治疗后出现耐药和复发,不同患者或同一患者不同阶段,对相同免疫疗法反应不同,存在严重异质性,
第一章 粪菌移植中供体筛选标准与流程的建立与优化研究背景与目的粪菌移植(Fecal microbiota transplantation,FMT)是一种新型“器官移植”,将人体中最大的免疫器官消化道视
石墨烯是近几年迅速发展起来的一种新型二维纳米材料,由于它具有优异的电学、光学、热学及力学等性能且材料来源丰富,在能源、电子、材料、生物医药等领域有着广阔的应用前景