改性活性炭纤维脱除低浓度硫化氢气体的研究

摘要

本文采用固定床动态吸附实验，以改性ACF 吸附 H<,2>S的性能作为研究重点，并结合各种表征手段，从五个方面对改性ACF脱除低浓度H<,2>S进行了深入的研究，主要研究内容如下： 一、碱性物改性ACF脱除低浓度H<,2>S的研究。脱除N<,2>中的H<,2>S时，含K<,2>CO<,3>改性ACF的脱硫性能较好，这是由于碳酸根与H<,2>S的反应速率最大；脱除CO<,2>中的H<,2>S时，KOH改性ACF的脱硫性能较好，这是由于CO<,2>的酸性对H<,2>S在ACF上的吸附和离解有抑制作用，碱性较高的改性ACF可缓解CO<,2>的这种不利影响；用改性ACF脱除H<,2>S时，在原料气中混入O<,2>有利于提高改性ACF的脱硫性能。 二、过渡金属改性ACF脱除低浓度H<,2>S的研究。Cu<'2+>、Zn<'2+>、Ag<'+>改性的ACF具有较好的脱硫性能；预热处理使改性ACF表面增加的含氧结构有利于提高改性ACF的脱硫性能；提高吸附温度有利于提高改性ACF的脱硫性能：原料气中O<,2>的存在可以提高改性ACF的脱硫性能，主要原因是金属离子促进ACF 催化 O<,2>氧化H<,2>S生成单质硫：原料气中的CO<,2>使改性ACF的脱硫性能降低的主要原因是CO<,2>的酸性和CO<,2>与H<,2>S之间的竞争吸附。 三、铁盐改性ACF常温脱除低浓度H<,2>S的研究。预热处理后的硝酸铁改性ACF在常温下有较好的脱硫性能；影响脱硫性能的主要因素是吸附剂的含氧结构、相对湿度、孔结构和比表面积。此外，氧化铁担载量和吸附剂的碱性是提高吸附剂的脱硫性能的次要因素。 四、脱除CO<,2>中低浓度H<,2>S的研究。通过增加改性ACF的含氧结构和碱性有利于提高改性ACF脱除CO<,2>中低浓度H<,2>S性能；常温(298K)下，CO<,2>的酸性在吸附中起主要作用；高温(573K)下，CO<,2>的氧化性在吸附中起主要作用；随着吸附温度的升高，CO<,2>与ACF形成的含氧结构增多，CO<,2>的存在有利于改性ACF去除H<,2>S，573K是适宜的吸附温度。 五、脱低浓度H<,2>S的改性ACF再生方法的研究。气体热再生法对改性ACF有较好的再生效果；不同再生方法的再生效果的不同是由不同改性ACF脱除H<,2>S的吸附机理的不同和不同再生方法的再生机理的不同造成的。 通过上述研究，对改性ACF脱除气体中H<,2>S的反应机理以及各种因素对改性ACF脱硫性能的影响有一个更加清楚的认识，从而为工业上有效提高改性ACF的硫容量并实现其再生重复使用，进而高效地脱除H<,2>S积累了基础数据。

目录

文摘

英文文摘

声明

1文献综述

1.1吸收法脱除H2S

1.1.1物理吸收法

1.1.2化学吸收法

1.1.3物理化学吸收法

1.2湿式氧化法脱除H2S

1.3吸附法脱除H2S

1.3.1不可再生的吸附剂

1.3.2可再生的吸附剂

1.3.3分子筛吸附剂

1.4干法氧化法脱除H2S

1.5分解法和生物法脱除H2S

1.6 ACF脱除低浓度H2S

1.6.1 ACF的结构特点

1.6.2 ACF吸附H2S气体的研究进展

1.6.3改性ACF吸附H2S气体的研究进展

1.7 CO2的简单介绍

1.8脱硫方法小结

1.9选题依据与意义

2实验方法

2.1实验药品及原料

2.1.1实验药品

2.1.2实验用ACF原料

2.2实验装置与仪器

2.2.1配制原料气

2.2.2实验装置和实验步骤

2.2.3气体热再生装置和实验步骤

2.2.4溶剂再生实验步骤

2.2.5硫容量计算方法

2.3吸附剂的物化性能表征

2.3.1含硫物质的检测

2.3.2氮氧化物的检测

2.3.3 pH值的测定

2.3.4热重分析

2.3.5质谱分析

2.3.6比表面积和孔径分布

3碱性物改性ACF脱除H2S的研究

3.1浸渍物种类对脱硫效果的影响(N2-H2S体系)

3.2浸渍物种类对脱硫效果的影响(CO2-H2S体系)

3.3原料气中O2含量对脱硫效果的影响

3.4本章小结

4过渡金属改性ACF脱除低浓度H2S的研究

4.1不同过渡金属改性ACF对脱硫性能的影响

4.2预热处理对脱硫性能的影响

4.3吸附温度对脱硫性能的影响

4.4常温下，O2和CO2对脱硫性能的影响

4.5本章小结

5铁盐改性ACF常温脱除H2S的研究

5.1预热处理对铁盐改性ACF脱硫性能的影响

5.2铁盐浸渍量对脱硫性能的影响

5.3不同铁盐改性ACF脱硫性能比较

5.4 CO2和相对湿度对铁盐改性ACF脱硫性能的影响

5.5反应机理的探讨

5.6本章小结

6脱除CO2中低浓度H2S的研究

6.1浸渍物对脱硫性能的影响

6.2常温下，CO2浓度对脱硫性能的影响

6.3高温下，CO2浓度对脱硫性能的影响

6.4吸附温度对脱硫性能的影响

6.5本章小节

7脱低浓度H2S的改性ACF再生方法的研究

7.1溶剂再生结果

7.2气体热再生结果

7.3碱性物改性ACF再生机理的讨论

7.4过渡金属改性ACF再生机理的讨论

7.5预热处理改性ACF再生的应用讨论

7.6本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表学术论文情况

致 谢