氧化铈脱硫剂的高温煤气脱硫研究.pdfVIP

第3l卷第2期 煤 炭 转 化 V01．31No．2 2008年4月 C()AI。C()NVERSI()N Apr．2008 氧化铈脱硫剂的高温煤气脱硫研究” 张一帆D 郭曙强2’ 鲍国杭¨ 唐建春D 丁伟中3’ 摘 要 用混合法制备Ce0。脱硫剂，在固定床反应器中考察黏结剂、脱硫温度、还原时间对脱 硫性能的影响．结果表明，预还原后的脱硫剂脱硫的初始阶段主要发生价态较低的氧化铈脱硫反 应，随后氧化铈的价态受控于气氛的氧势，并表现出由不同价态氧化铈的脱硫效果．膨润土作为黏 结剂要比高铝矾土有更好的脱硫性能．经预还原的氧化铈脱硫剂在900℃下可以在较高脱硫精度 的情况下保持相当长的时问． 关键词 氧化铈，高温煤气脱硫，预还原 中图分类号TQ546．5 前，镍基催化剂是最为常用的催化剂．焦炉煤气中含 O 引 言 有可观的硫，由于焦化过程是在还原气氛下进行的， 因此煤气中的硫以还原态形式存在．硫在各种催化 在国家的“十一五”科技发展规划中，开发新一 反应过程中会毒化催化剂，所以在催化反应前要将 代可循环钢铁制造流程已经列为国家的发展目标， 硫脱除到不使催化剂失效的浓度．常规的煤气净化 赋予新的钢铁制造流程三个功能：钢铁产品制造、能 技术已广泛应用于煤化工和煤气化发电系统中．随 量转换和社会大宗废弃物转换．利用冶金炉气经济 煤气化技术的发展，煤气净化技术在规模和净化精 规模地制备氢气将是“能量转换”功能的具体内容． 度方面均有了长足的发展．近十几年来，煤气化联合 由予钢铁制造流程中所产生的炉气作为副产品具有 循环发电技术已进入商业化，这对煤气净化技术提 量大价廉的特点，用它来制备氢气有可能成为氢能 出了不同的要求，促使常规煤气净化技术向高温煤 汽车燃料最具经济潜力的供应者．因此，近年来日本 气净化发展．由于常规煤气净化工艺通常在常温状 和德国都相继开展了与钢铁冶金过程相结合的大容 态下进行，从气化炉产生的高温煤气必须经过冷却 量氢气制备新技术的开发，但他们的研究工作是在 降温才能进入煤气净化工艺，这使发电系统损失了 不公开的条件下进行的．国内钢铁公司利用焦炉煤 大量的有效能．为了提高转化效率，高温煤气净化技 气富含氢的特点，利用变压吸附(PSA)过程提纯氢术应运而生．高温煤气工艺能提高效率并简化系统， 气，用于钢厂本身加热炉的气氛控制，但这种制氢方 降低造价，已成为国际能源领域研究开发的热点．近 法只涉及炉气中原有氢气组分的提纯，未利用焦炉 几十年来，国内外煤气脱硫的研究热点主要集中在 煤气其他物理热和化学能．因此从经济、环保和资源 氧化锌基脱硫剂上[1-7]，研究表明，氧化锌基脱硫剂 的有效利用方面来说，直接将高温焦炉粗煤气进行 具有脱硫精度高、硫容量大等优点，但氧化锌在高温 裂解、重整干气化，而不是冷凝净化，干气化后的焦 还原气氛下易还原成锌并挥发，造成有效成分的损 炉煤气再进行进一步的重整和变换，可以使氢组分 失；另外，氧化锌在再生过程中易生成硫酸盐．氧化 大幅度增加，使焦炉煤气得以大规模地生产高附加 锌基脱硫剂的这些特点限制了它在高温下的应用． 值的廉价氢能，成为目前以燃料电池技术为基础的 氧化铈脱硫剂作为新一代的脱硫剂，近年来受到人 氢能汽车的稳定廉价氢源．这条工艺路线也特别适 们广泛的关注．[7d幻这种脱硫剂的主要优点是在再