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高炉炉顶煤气干法除尘技术以其节水、充分利用显热和余压发电量高等优点,已成为煤气净化工艺的首选。但是,干法除尘煤气中酸性组分导致的腐蚀问题限制了该技术的应用。秉承干法除尘的优势,如何去除煤气中酸性腐蚀组分(主要包括HCl、H2S、COS)是迫待解决的关键问题。本文提出以活性氧化铝为载体材料浸渍法负载活性组分制备脱酸剂,负载的活性组分同时具有反应脱除HCl、H2S和催化水解有机硫(COS)转化为H2S的双重作用,系统研究了氧化铝负载不同脱酸活性组分的单独脱氯和脱硫反应规律,并进一步深入探讨了同时脱氯和脱硫协同反应机理和效果。研究旨在探索可行的高炉煤气干法脱酸的技术路径,为彻底解决干法除尘煤气中酸性组分导致的腐蚀问题、推动干法除尘技术的普及应用奠定理论和技术基础。本文主要研究结论如下:(1)根据热力学分析选取Na2CO3、CaO作为脱酸活性组分。脱酸剂载体活性氧化铝为介孔材料且孔洞结构复杂,经过550℃焙烧预处理后比表面积下降,平均孔径增大。Na2CO3和CaO在活性氧化铝表面的负载形式皆以无定形态均匀分布,未形成晶体结构。(2)氧化铝负载不同脱酸活性组分的单独脱氯实验结果表明:Na2CO3和CaO脱氯效率都高于99%,Na2CO3的脱氯穿透时间和穿透氯容量比CaO表现更好。活性氧化铝的预处理提升了脱酸剂的脱氯性能,且预处理温度550℃时效果最佳。脱酸剂脱氯性能随Na2CO3负载量增大而逐渐变强,当Na2CO3负载量达到15 wt%后增长趋于平缓。脱酸剂脱氯穿透时间随脱氯实验温度的升高逐渐变短,穿透氯容量在150℃时最高。实验空速增大使脱酸剂脱氯穿透时间急剧下降,6000 h-1时穿透氯容量最高。再生2次后的脱酸剂脱氯效率保持99%以上,脱氯性能随再生次数增加逐渐衰减。(3)氧化铝负载不同脱酸活性组分的单独脱硫反应研究表明:Na2CO3和CaO对于高炉煤气中H2S和COS最高脱除效率都在99%以上,CaO脱除H2S性能优于Na2CO3,但水解COS性能不如Na2CO3。随着Na2CO3负载量的增大,脱酸剂脱除H2S性能逐渐变强,水解COS性能先增强后减弱,负载量为15 wt%最佳。脱酸剂脱硫效果随温度的升高逐渐变好,随湿度的提升脱硫效果逐渐衰减。(4)利用氧化铝负载脱酸活性组分同时脱氯和脱硫的研究可知:脱酸剂对于HCl、H2S、COS最高脱除效率都在99%以上,具备高炉煤气协同脱酸工业可行性。对于H2S和COS穿透时间为240 min和220 min,整体穿透硫容量为0.51%;对于HCl穿透时间为24 h,穿透氯容量为6.4%。H2S影响COS水解反应的正向进行导致脱酸剂水解性能严重下降,COS在脱酸剂表面碱性中心水解影响Na2S的形成导致脱酸剂的H2S脱除性能下降。脱氯产物Na Cl以块状优先占据脱酸剂表面孔洞结构,从而不影响COS和H2S在脱酸剂孔洞以外的表面发生水解和脱除,脱酸剂脱硫性能未受HCl影响。COS和H2S在脱酸剂表面水解和脱除所形成的Na2S产物层影响块状脱氯产物Na Cl的继续长大,脱酸剂脱氯性能受含硫气体组分影响严重下降。