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本文采用天然石灰石作脱硫剂,对高温煤气脱硫及脱硫剂对水煤气变换反应的影响进行了实验研究。首先,在热天平上对三种粒径脱硫剂进行了煅烧实验,建立了CaO孔结构特征的数学模型,并对模型进行了验证;利用模型计算了不同孔径范围的孔分布密度,并对三种粒径脱硫剂的脱硫性能进行了实验研究。结果表明:所建立的CaO孔结构特征数学模型是可行的;粒径为0.38~0.9mm脱硫剂煅烧后产生的有效孔径所占比例最大,脱硫效果最好。
在固定床反应器上近似模拟煤气气氛,对脱硫剂在不同工况参数下的脱硫性能进行了实验研究。结果表明:粒径为0.38~0.9mm脱硫剂的脱硫效果最好;脱硫剂在其完全煅烧温度下,脱硫效果最好;随着脱硫剂用量增加,脱硫反应进行更完全;在一定的空速下,随着入口H2S浓度减小,反应速率减慢,完全穿透的时间延长;无H2时,有COS生成;无CO2时,不利于脱硫反应;脱硫剂对水煤气变换反应有明显影响,对该反应起到了催化作用。
对脱硫温度、空速及脱硫剂粒径等因素对水煤气变换反应的影响进行了实验研究。结果表明:随着时间延长,温度越高,脱硫剂烧结越严重,催化活性越差;空速对水煤气变换反应影响较大;不同粒径脱硫剂对水煤气变换反应的影响差别不大,0.38~0.9mm的脱硫剂催化活性稍强。