高温煤气脱硫 Ⅰ．铁锌基脱硫剂脱硫工艺条件及硫化动力学

用自制的铁酸锌高温煤气脱硫剂研究了硫化氢浓度、硫化温度、空速对脱硫反应及脱硫剂物理性质的影响。结果表明：铁酸锌脱硫剂的反应活性随着Ｈ２Ｓ浓度及硫化温度的升高而升高，脱硫温度为５５０℃时，脱硫剂的硫容量最高，脱硫剂的物理性质基本保持不变；硫化空速为８５０ｈ￣（－１）时，空速和反应时间同时达到最大值。硫化反应可用未反应核收缩模型描述，得到了转化率与时间之间的动力学方程。     

高温煤气脱硫

用自制的铁酸锌高温煤气脱硫剂研究了硫化氢浓度、硫化温度、空速对脱硫反应及脱硫剂物理性质的影响。结果表明：铁酸锌脱硫剂的反应的活性随着Ｈ２Ｓ浓度及硫化的升而而升高，脱硫温度为５５０℃时，脱硫剂的硫容量最高，脱硫剂的物理性质基本保持不变；硫化空速为８５０ｈ＾－１时，空速和反应时间同时达到最大值，硫化反应可用未反应核收缩模型描述，得到了转化率与时间之间的动力学方程     

铜锰高温煤气脱硫剂的研究：Ⅱ.脱硫剂的再生性能

铜锰脱硫剂可用空气和氮气再生，通过对再生温度和空速的研究，选取了合适的再生条件为；以空气再生温度为６５０℃，空速为８５０ｈ＾－１；氮气再生温度为７５０℃，空速为１５００ｈ＾－１为宜。经过１０．５次和３．５次循环实验，可认为该再生方式简单可行，且再生后胶硫剂仍具有较好的脱硫性能。     

铜锰高温煤气脱硫剂的研究：Ⅰ.脱硫工艺条件对脱硫剂性能的影响

用共沉淀法制得的铜锰脱硫剂是一种新型的高温煤气脱硫剂。本文从硫化氢浓度，脱硫温度，空速和脱硫剂的粒度几个方面考察了地脱硫剂的影响，可以看出该脱硫剂的反应活性与硫化氢浓度基本上成正比，但与脱硫温度的关系较为复杂。在低于６００℃时脱硫剂的活性基本上随温度升高而增加，而在６００℃以上的温度时则有所波动。空速对其反应活性的影响类似于硫化氢浓度的影响。     

高温煤气脱硫 Ⅱ.锌铁基脱硫剂的化学形态

应用穆斯堡尔谱考察了不同的制备条件对锌铁基脱硫剂相态组成的影响。提高焙烧温度和延长焙煤时间均有利于ZnFe2O4的形成，但焙浇温度过高引起过度烧结从而降低了脱硫剂的活性。原脱硫剂中的ZnFe2O4和α-Fe2O3在脱硫过程中转化成零价铁、碳化铁和硫化铁。此外还形成了一定数量的高自旋Fe^2 含铁相。再生处理后脱硫剂的化学组成基本上可复至起始状态。     

黏结剂对铁酸锌脱硫剂在高温煤气中脱硫性能的影响

以硝酸铁、硝酸锌、氨水及黏结剂为主要原料,用共沉淀法制成六种铁酸锌脱硫剂。研究了各种黏结剂的加入对脱硫剂的尖晶石结构、硫容量和脱硫效果的影响,在固定床上对其进行脱硫试验。并用X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜(SEM)和气体吸附等测试手段,对脱硫剂的物相组成、结构、比表面积和孔容进行了表征。结果表明,用共沉淀法制备的铁酸锌,具有不受黏结剂影响的尖晶石结构,其颗粒属于微米级;添加高岭土黏结剂的脱硫剂的脱硫效果最好,添加硅藻土的脱硫剂的脱硫效果最差;不同黏结剂对脱硫剂的织构的影响不同;脱硫剂的反应活性和硫容量与其孔容的大小有关。     

铜锰高温煤气脱硫剂的研究Ⅱ.脱硫剂的再生性能

铜锰脱硫剂可用空气和氮气再生。通过对再生温度和空速的研究，选取了合适的再生条件为：以空气再生温度为６５０℃，空速为８５０ｈ１；氮气再生温度为７５０℃，空速为１５００ｈ１为宜。经过１０．５次和３．５次循环实验，可认为该再生方式简单可行，且再生后脱硫剂仍具有较好的脱硫性能。     

钛酸锌高温煤气脱硫剂再生行为的研究

在热天平装置上研究了再生反应温度、反应气体中氧气体积分数、脱硫剂颗粒粒径对钛酸锌高温煤气脱硫剂再生行为的影响。实验结果表明,较高的反应温度和氧气体积分数,较小的颗粒粒径有利于提高脱硫剂的再生反应速率。由于二次反应的影响,脱硫剂再生过程中有硫酸盐生成,提高反应温度或降低反应气体的氧气体积分数可以减少硫酸盐的生成。利用收缩核模型对其动力学行为进行了分析,结果表明,脱硫剂的再生过程存在动力学控制步骤的转移。脱硫剂再生转化率较低（<65%）时,再生过程主要受化学反应控制;再生转化率较高（>75%）时,再生过程主要受颗粒内扩散控制。表观化学反应速率常数的指前因子为8.01×10－2 m/s,活化能为19.11 kJ/mol;有效扩散系数的指前因子为3.12×10－4 m2/s,扩散活化能为48.84 kJ/mol。     

氧化的脱硫剂高温煤气脱硫行为的研究：还原及硫化动力学

用动态热重天一研究了赤泥制备的高温煤气脱硫剂还原和硫化的动力学行为，两个过程初期均为化学动力学控制，进而转入内扩散控制，采用等效粒子模型，给出了不同的控制段的动力学参数。     

高温煤气铁钙基脱硫剂再生研究

在固定床装置上考察了温度和氧浓度对铁钙基脱硫剂再生率以及二次脱硫活性的影响，同时还考察了此脱硫剂用于模拟的脱硫除尘一体化条件下，黏附于表面的粉尘对脱硫剂再生行为以及二次脱硫行为的影响。结果表明，该脱硫剂在480 ℃下再生效果良好，650℃再生率下降，在考察的温度区间内（400 ℃～650 ℃）温度对二次脱硫活性影响较小，在以后的循环中，温度对再生率以及脱硫活性的影响也小，再生气氛中氧浓度对再生率以及二次脱硫活性的影响不明显；研究发现加入粉尘虽然会降低脱硫剂的再生率，但基本不影响二次脱硫活性。     

热煤气脱硫工艺基础特性研究

本文介绍了在加压流化床脱硫间歇试验装置上进行的热煤气脱碱工艺基础性研究结果，利用美国ＵＣＩ公司制备的高温钛酸锌脱硫剂研究了反应温度，压力，气体速度等因素对煤气脱硫过程的影响；     

高温煤气脱硫 Ⅰ.铁基脱硫剂的相态特征和活性

用穆斯堡尔谱考察了氧化铁脱硫剂在高温煤气中还原及硫化时的铁形态变化规律。在反应开始阶段，原脱硫剂中的α-Fe2O3即被迅速还原成Fe3O,Fe3O4可进一步还原转化成α-Fe。反应初期Fe3O4和α-Fe都参与脱硫反应，其中α-Fe具有较高的脱硫活性，对整个脱硫过程而言α-Fe是主要的脱硫活性相。铁化合物与硅铝氧化物载体间存在相互作用，形成磁微 晶颗粒及少量γ-Fe。在高温煤气条件下，FeS是唯一的铁硫化物，θ－Fe3C则是α－Fe转化中的主要产物。适量的θ－F e3C对脱硫有促进作用。     

粉尘对高温煤气脱硫反应的影响

研究了在400℃-550℃范围内粉尘对氧化铁高温脱硫剂的硫容和脱硫反应速度的影响。结果表明随着温度的升高,粉尘对脱硫剂的硫容和脱硫反应速度的影响增大。并利用收缩核模型计算比较了由于粉尘加入引起的H2S有效扩散系数的变化,发现有效扩散系数由于粉尘的作用,随温度升高显著降低。为脱硫除尘一体化工艺的开发提供了一定的理论依据。     

Ni-Zn-Fe复合氧化物脱硫剂再生研究

在固定床装置上考察了温度和O2浓度对溶胶-凝胶自燃法制备的Ni-Zn-Fe复合氧化物脱硫剂再生性能的影响,并进行了二次硫化实验;应用XRD、BET、SEM测试手段对新鲜脱硫剂及不同温度下再生后的样品进行了表征分析。结果表明,Ni-Zn-Fe复合氧化物脱硫剂在400℃下能够再生,而且体积分数为2%的O2对于该脱硫剂的再生较为合适,再生的脱硫剂具有良好的二次脱硫活性。再生后的XRD谱图与新鲜样品一致,且没有硫酸盐的生成;SEM测试结果显示,该脱硫剂在530℃或体积分数为4%的O2下再生发生严重烧结,基本没有二次脱硫活性。用收缩核模型对Ni-Zn-Fe复合氧化物脱硫剂的再生动力学行为进行了描述,发现其再生过程存在控制步骤由化学反应控制向扩散控制的转移。在反应起始阶段,受化学反应控制,化学反应活化能为27.16 kJ/mol,表观化学反应速率常数的指前因子为4.62 m/min;随着反应的进行,产物层逐渐增厚,再生过程受扩散控制,扩散活化能为40.37 kJ/mol,有效扩散系数的指前因子为0.49×10-3m2/min。     

锌基复合脱硫剂脱硫性能的研究

采用共沉淀法和机械混合法制备了Zn-Cu-Mn复合氧化物和ZCM(Z=ZnO、C=CuO、M=MnO2)复合氧化物,并对两种氧化物的脱硫能力进行了分析,同时也将这二种氧化物与单一的ZnO、MnO2和CuO的脱硫能力进行比较。利用XRD和FPD(火焰光度计)分别对复合氧化物的物质组成、结构和脱硫性能进行了分析。实验证明,Zn-Cu-Mn在250℃～350℃具有良好的脱硫能力,且300℃的脱硫能力最佳;空速为7799h-1时穿透硫容较高。煅烧温度为400℃时,Zn-Cu-Mn的脱硫能力高于ZnO。煅烧温度升高,Zn-Cu-Mn复合氧化物的比表面积和脱硫能力下降,且生成了具有尖晶石结构的CuMn2O4。与Zn-Cu-Mn复合氧化物和ZnO相比,ZCM复合氧化物的脱硫能力较低。煅烧温度为550℃时,ZCM体系中的MnO2分解为Mn2O3,当温度升至750℃时Mn2O3相消失,生成了具有尖晶石结构的CuMn2O4。     

炭基锌铁锰高温脱硫剂硫化再生行为的研究

采用共沉淀法制备了炭基锌铁锰高温脱硫剂,在固定床装置上研究了锌铁锰物质的量比对脱除硫化氢性能的影响,并进行3次硫化和再生循环实验,同时脱硫剂的新鲜样、硫化样及再生样通过XRD、BET和SEM等测试手段进行表征.实验结果表明,炭基铁酸锌添加氧化锰后,其脱硫效果和机械强度得到有效改善.当锌铁锰物质的量比为1∶2∶0.8,一次硫容达55.78g/100g,机械强度大于40N/cm;在分段升温至650℃时的再生过程中,无明显烧结;在3次循环实验中,硫化再生后脱硫剂的机械强度均大于新鲜样品,孔容积和比表面积都与新鲜样品相近,脱硫活性仍然保持较高水平.     

硬脂酸前驱体法制铁酸锌脱硫剂及其在中温下的应用

以硬脂酸为凝胶剂，经由溶胶、凝胶、煅烧等步骤直接合成了晶体尺寸为纳米级(15nm～32nm)的铁酸锌脱硫剂，并应用TG-DTA、XRD、BET等测试手段对干凝胶及所得产品进行分析表征。结果表明，硬脂酸前驱体法合成温度低，操作简便。随着煅烧温度的升高，产品的比表面积减小，平均粒径增大，脱硫性能变差；该法制备的脱硫剂在350℃~550℃活性高，脱硫精度高，硫容大，而且再生性能良好，450℃下完全再生。     

高温氧化铁脱硫剂还原硫化的热重热磁研究

以钢厂赤泥为主要原料制成四种高温煤气脱硫剂，用动态热重热磁天平对其还原和硫化行为进行了在位研究，未用Ｈ２还原的样品几乎无脱硫活性，经Ｈ２还原后有良好的脱硫性能。脱硫剂的还原和硫化性能与其物理化学性质密切相关，并对其影响进行了讨论。     

新型Mn—Fe／γ—Al2O3高温脱除H2S的研究（Ⅰ）

本文将Ｍｎ－Ｆｅ担载在γ－Ａｌ２Ｏ３上，在７７３－９８３Ｋ条件下进行了脱除Ｈ２Ｓ的研究，结果表明，此种新型的高温脱硫剂对Ｈ２Ｓ有很好的脱除效果，且有较好的再生能力。     

SO_2气氛下半焦负载Zn/Fe/Ce高温煤气脱硫剂的再生行为研究

以共沉淀法制备了半焦负载Zn/Fe/Ce(物质的量比1.0∶2.0∶0.6)高温煤气脱硫剂,在固定床装置上研究了再生反应温度、进口SO2浓度以及再生气空速对再生性能的影响,并进行三次硫化-再生循环测试。采用XRD、SEM、BET等测试手段对脱硫剂的新鲜样、硫化样及再生样进行了表征。实验结果表明,半焦负载Zn/Fe/Ce高温煤气脱硫剂在SO2气氛下600℃就能发生再生反应,且再生后的主要产物为ZnFe2O4、CeO2和单质硫;最佳再生条件为,再生温度700℃、进口SO2体积分数为12%、再生气空速为5 000 h-1。脱硫剂经过多次硫化-再生循环后,脱硫剂仍能保持较好的硫化活性。