【毕业论文设计】炭基吸附剂选择性催化氧化低温脱硫工艺基础.doc

申请硕士学位论文 炭基吸附剂选择性催化氧化低温脱硫工艺基础 申请人： 吴 博 导 师： 黄戒介 研究员 专 业： 化学工程 中国科学院山西煤炭化学研究所 2008年5月 Basic Study on Hot Gas Desulfurization with Carbon Based Sorbents by Selective Catalytic Oxidation A Dissertation Submitted to Graduate University of Chinese Academy of Sciences As a Requirement for Admission to the Master Degree of Chemical Engineering Submitted by: Wu Bo Supervised by: Prof. Huang Jiejie Institute of Coal Chemistry, Chinese Academy of Sciences Taiyuan, Shanxi, P. R. China May, 2008 摘 要 我国是世界上以煤为主要能源的大国，煤炭资源丰富而缺油少气，决定了洁净煤技术在我国未来能源发展中重要的战略地位。近年来，以煤气化为基础的联合循环发电技术（IGCC）和多联产技术，因其高效率、低污染越发受到人们的青睐。其中干法热煤气脱硫净化技术是关键组成部分，具有简化工艺流程，降低设备投资，提高系统效率的优点。当前，热煤气脱硫技术和工艺的研究集中在350～550℃之间，而大规模加压气化水洗后煤气温度在150～250℃，在此低温下，炭基吸附剂选择性氧化脱硫具有一定的应用潜力，然而有关低温炭基吸附剂的性质对脱硫性能的影响及其工艺影响因素等认识尚不深入。因此，本论文旨在考察炭基吸附剂的物理化学性质和工艺条件对低温脱硫及再生性能的影响，为热煤气炭基吸附剂选择性催化氧化脱除 H2S 新工艺的开发提供理论依据和技术支持。 论文包括以下六个章节： 第一章为文献综述及课题选择。对煤气净化方法中湿法脱硫和干法脱硫的研究及应用现状进行了综述，重点比较了高温干法脱硫和中低温干法脱硫的优缺点，阐明了活性炭（焦）低温脱硫技术的优点，并对目前该技术的发展和研究现状进行了分析，在此基础上提出了课题选择的依据和主要的研究内容。 第二章为本研究所用实验装置和主要测试手段。介绍了实验设备、分析方法和表征手段。 第三章考察了脱硫剂的物理化学性质对脱硫及再生性能的影响。借助 BET、XPS 等分析表征手段发现脱硫剂的脱硫性能与其 BET 比表面积、微孔面积、总孔容、微孔容等织构参数的大小以及表面含氧官能团的含量相关性较差，而与孔径大小和表面碱性位含量有良好的相关性，即适宜低温脱硫的孔径为3～4nmH2S 比值大于化学反应计量系数比时脱硫性能增加较少，而生成 SO2 量增加。最后进行了脱硫剂的循环硫化—再生性能评价。 第六章为工作总结和展望。对论文工作进行总结，指出了论文的创新点及有待进一步深入研究的问题，指明了今后工作的方向。 关键词：热煤气脱硫，活性炭（焦），改性，H2S ，催化氧化 ABSTRACT Basic Study on Hot Gas Desulfurization with Carbon Based Sorbents by Selective Catalytic Oxidation Wu Bo (Chemical Engineering) Directed by：Professor Huang Jiejie China is one of the largest countries using coal as the chief energy sources. The feature of Chinese energy resource rich in coal but lacking for oil and gas makes the clean coal technology an important status for the energy development strategy in the future. In recent years, integrated gasification combined cycle (IGCC) and multi-production technologies based on coal gasification have been attracting more and more attention for the high efficiency and low pollution, in