熱處理對褐煤載體鋅基吸附劑的結構及中溫煤氣脫硫性能的影響.pdf

1、褐煤儲量豐富，廉價易得，具有一定機械強度，且孔隙極為發(fā)達，表面富含多種活性基團，可以藉此物化特性優(yōu)勢用作為吸附劑的載體。煤熱解反應包含復雜的物理和化學變化，借助該過程可以調變吸附劑載體的結構和負載的活性組分的分布。課題組以褐煤為原料直接進行活性組分前驅體溶液的浸漬，通過熱解反應使半焦的制備與活性組分前驅體的熱分解過程合二為一，具有流程簡單、節(jié)約能耗的優(yōu)點。前期研究工作顯示了加壓浸漬在吸附劑制備過程中存在的優(yōu)勢，并優(yōu)化出制備吸附劑的最佳加

2、壓浸漬條件為36wt％的Zn(NO3)2溶液作為活性組分前驅體，20 atm下，褐煤為載體浸漬5h。浸漬樣熱處理過程中，對褐煤載體的結構變化、金屬活性組分的賦存形態(tài)及其分布行為、熱解操作參數的影響則是本論文關注的重點。
　　本論文在前述優(yōu)化的操作條件下通過加壓浸漬法制得以褐煤負載硝酸鋅的浸漬樣，通過不同操作條件下的熱處理制備用于中溫煤氣脫硫的吸附劑。分別考察了在程序升溫和快速升溫熱處理過程中，溫度、停留時間、升溫速率和氣體流量等條

3、件對吸附劑結構和脫硫活性的影響，并篩選出最佳的熱處理條件。通過制得吸附劑的原子吸收、X射線衍射和靜態(tài)氮吸附儀等表征結果與吸附劑的硫化活性評價結果的關聯(lián)，分析探討了熱處理條件對活性組分的負載量、晶型、分布狀態(tài)及載體的孔隙結構等的影響及其與吸附劑脫硫性能的關聯(lián)。得到以下主要結論:
　　1)熱處理對吸附劑的孔結構特性具有調變作用，程序升溫熱處理的溫度選擇范圍為370-600℃，隨溫度升高，吸附劑的比表面積從12.043逐漸增大到187.

4、795m2/g，比表面積增大的主要貢獻來源于微孔;快速升溫熱處理的溫度范圍選擇為450-600℃，隨溫度的升高，吸附劑的比表面積從16.712逐漸增大到133.596m2/g。
　　2)加壓浸漬負載金屬組分后的褐煤樣品，在程序升溫條件下隨熱處理終溫的升高，固體產物產率減少，制得的吸附劑中活性組分Zn的負載量相對增大（16.97％到22.94％），但因高含量金屬組分的團聚，活性組分有效利用率的降低，脫硫能力沒有對應增大，最佳操作條件

5、是:熱處理溫度為550℃，熱處理時間為180m in，升溫速率為10℃/min。該吸附劑在400℃硫化的穿透時間和穿透硫容分別為720min和25.91 g S/100 g ZnO。
　　3)加壓浸漬金屬組分后的褐煤樣品，在快速升溫熱處理條件下隨溫度升高，制得的吸附劑中活性組分的含量卻表現為降低的趨勢(18.91％到15.49％)，脫硫活性也隨著減少。最佳操作條件是:熱處理溫度為450℃，熱處理時間為180m in，氣體流量為50