铁酸锌中高温煤气脱硫剂硫化与再生动力学研究
发布时间：2025-07-01 22:48
我国有丰富的煤炭资源,产量和消费量均居世界首位,煤炭资源的高效利用和洁净转化对于我国的社会经济可持续发展与环境保护非常重要。IGCC、CBPG、IGFC等由于具有热效率高、污染低等优点被认为是未来21世纪最具发展前景的煤炭能源洁净转化利用技术。但粗煤气中的H2S不仅对生产设备产生腐蚀还会引起催化剂的中毒,相对于湿法脱硫,干法脱硫具有热能损耗低,脱硫精度高,运行成本低等优点,所以中高温煤气脱硫意义重大。目前,复合金属氧化物铁酸锌脱硫剂是一种应用最广泛的中高温煤气脱硫剂。本论文以C4H6O4Zn·2H2O、Fe（NO3）3·9H2O和H2C2O4·2H2O为原料,通过固相合成法制得前驱体草酸锌、草酸铁,以红土为粘结剂,经常规焙烧和微波焙烧两种加热方式制备出两种铁酸锌脱硫剂。通过对比实验以及一系列的表征（XRD、SEM、XPS、EDS、BET等）研究了两种...
【文章页数】：107 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 研究背景
1.2 中高温煤气脱硫剂发展概况
1.2.1 单一金属氧化物脱硫剂
1.2.2 复合金属氧化物脱硫剂
1.2.3 其他脱硫方法
1.2.4 中高温煤气脱硫存在的问题
1.2.5 小结
1.3 脱硫剂活性组分制备方法
1.3.1 气相法
1.3.2 液相法
1.3.3 固相法
1.4 微波加热技术概述
1.4.1 微波技术简介
1.4.2 微波加热原理
1.4.3 微波加热特点
1.4.4 微波加热技术在固相化学中应用
1.5 脱硫剂硫化与再生动力学模型
1.5.1 未反应收缩核模型
1.5.2 粒子模型
1.5.3 等效粒子模型
1.6 课题的选择及研究内容
第二章 实验部分
2.1 实验试剂及实验仪器
2.1.1 实验试剂
2.1.2 实验仪器
2.1.3 微波高温管式炉
2.2 脱硫剂的硫化
2.2.1 气体配置
2.2.2 固定床硫化反应装置
2.2.3 硫化条件选取
2.2.4 H2S气体的检测
2.2.5 脱硫剂评价指标
2.3 脱硫剂的分析与表征
2.3.1 机械强度测量
2.3.2 射线衍射表征(XRD)
2.3.3 扫描电子显微镜表征(SEM)
2.3.4 氮吸附表征(BET)
2.3.5 X射线光电子能谱表征(XPS)
第三章 脱硫剂的制备及表征
3.1 引言
3.2 铁酸锌脱硫剂的制备
3.2.1 前驱体的制备
3.2.2 脱硫剂的制备
3.3 不同焙烧方式制备脱硫剂硫化性能
3.4 不同焙烧方式制备脱硫剂表征与分析
3.4.1 XRD分析
3.4.2 SEM分析
3.4.3 EDS分析
3.4.4 XPS分析
3.4.5 BET分析
3.5 本章小结
第四章 不同加热方式制备脱硫剂硫化动力学分析
4.1 动力学模型
4.2 实验样品
4.3 实验装置
4.4 实验条件
4.5 常规焙烧方式制备脱硫剂硫化动力学分析
4.5.1 脱硫剂硫化反应级数的确定
4.5.2 反应活化能及指前因子的确定
4.6 微波焙烧方式制备脱硫剂硫化动力学分析
4.7 本章小结
第五章 O2气氛下铁酸锌脱硫剂再生动力学研究
5.1 引言
5.2 实验装置及实验条件
5.2.1 实验装置
5.2.2 实验条件
5.3 实验结果与分析
5.3.1 再生温度对铁酸锌中高温煤气脱硫剂再生过程的影响
5.3.2 再生气体进口O2浓度对铁酸锌脱硫剂再生过程的影响
5.3.3 铁酸锌脱硫剂O2气氛下再生动力学分析
5.4 脱硫剂硫化再生循环实验
5.5 本章小结
第六章 结论与展望
6.1 结论
6.2 论文创新点
6.3 展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间发表的论文
本文编号：4054814
【文章页数】：107 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 研究背景
1.2 中高温煤气脱硫剂发展概况
1.2.1 单一金属氧化物脱硫剂
1.2.2 复合金属氧化物脱硫剂
1.2.3 其他脱硫方法
1.2.4 中高温煤气脱硫存在的问题
1.2.5 小结
1.3 脱硫剂活性组分制备方法
1.3.1 气相法
1.3.2 液相法
1.3.3 固相法
1.4 微波加热技术概述
1.4.1 微波技术简介
1.4.2 微波加热原理
1.4.3 微波加热特点
1.4.4 微波加热技术在固相化学中应用
1.5 脱硫剂硫化与再生动力学模型
1.5.1 未反应收缩核模型
1.5.2 粒子模型
1.5.3 等效粒子模型
1.6 课题的选择及研究内容
第二章 实验部分
2.1 实验试剂及实验仪器
2.1.1 实验试剂
2.1.2 实验仪器
2.1.3 微波高温管式炉
2.2 脱硫剂的硫化
2.2.1 气体配置
2.2.2 固定床硫化反应装置
2.2.3 硫化条件选取
2.2.4 H2S气体的检测
2.2.5 脱硫剂评价指标
2.3 脱硫剂的分析与表征
2.3.1 机械强度测量
2.3.2 射线衍射表征(XRD)
2.3.3 扫描电子显微镜表征(SEM)
2.3.4 氮吸附表征(BET)
2.3.5 X射线光电子能谱表征(XPS)
第三章 脱硫剂的制备及表征
3.1 引言
3.2 铁酸锌脱硫剂的制备
3.2.1 前驱体的制备
3.2.2 脱硫剂的制备
3.3 不同焙烧方式制备脱硫剂硫化性能
3.4 不同焙烧方式制备脱硫剂表征与分析
3.4.1 XRD分析
3.4.2 SEM分析
3.4.3 EDS分析
3.4.4 XPS分析
3.4.5 BET分析
3.5 本章小结
第四章 不同加热方式制备脱硫剂硫化动力学分析
4.1 动力学模型
4.2 实验样品
4.3 实验装置
4.4 实验条件
4.5 常规焙烧方式制备脱硫剂硫化动力学分析
4.5.1 脱硫剂硫化反应级数的确定
4.5.2 反应活化能及指前因子的确定
4.6 微波焙烧方式制备脱硫剂硫化动力学分析
4.7 本章小结
第五章 O2气氛下铁酸锌脱硫剂再生动力学研究
5.1 引言
5.2 实验装置及实验条件
5.2.1 实验装置
5.2.2 实验条件
5.3 实验结果与分析
5.3.1 再生温度对铁酸锌中高温煤气脱硫剂再生过程的影响
5.3.2 再生气体进口O2浓度对铁酸锌脱硫剂再生过程的影响
5.3.3 铁酸锌脱硫剂O2气氛下再生动力学分析
5.4 脱硫剂硫化再生循环实验
5.5 本章小结
第六章 结论与展望
6.1 结论
6.2 论文创新点
6.3 展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间发表的论文
本文编号：4054814
本文链接：https://www.wllwen.com/projectlw/hxgylw/4054814.html
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