利用钢厂赤泥和碱厂白泥研制燃气(H2S)脱硫剂

摘要

本课题研究了利用钢厂赤泥和碱厂白泥复合制备脱硫剂脱除燃气中的H2S。该脱硫剂净化效率高，制备工艺简单，能耗少，而且再生方法简单易行，具有一定的研究发展潜力。
　　 H2S是一种有害物质，不仅对输运管路、设备等造成腐蚀，影响后续加工（如导致催化剂中毒），而且会严重威胁人身安全，属必须控制的污染源之一。
　　 将赤泥和白泥烘干粉碎筛分，添加少量助剂，制成具有一定机械强度的成型脱硫剂，在固定床反应装置上进行燃气脱硫活性评价。通过考察赤泥与白泥配比，助剂用量和制备方式等因素对脱硫剂脱硫性能的影响，进一步改进脱硫剂制备工艺，提高硫容；通过XRD表征对脱硫剂成分进行验证，从而深入研究脱硫机理。
　　 对原料成分含量分析结果：所用青岛钢厂赤泥含铁氧化物总量66.57％，并含部分CaCO3、MgO等碱性物质；青岛碱厂白泥含CaCO353.21％。
　　 以赤泥白泥为原料，筛选添加剂，并优化各制备工艺参数，制得性能最佳的脱硫剂，制备的最佳配方为：主原料含量占90％，助剂含量共占10％。主原料的最佳配比为赤泥：白泥=2：1(wt％)，即赤泥60％，白泥30％。主原料粉碎越细越好。助剂分别为粘结剂--Na;造孔剂--Za;润滑剂--R。按照上述优选的脱硫剂成分和含量添加适量水混匀，采用挤条机挤条成型，直径Φ3mm，长度为2～5cm。烘箱110℃6h烘干；马弗炉中焙烧温度600℃，焙烧时间在6h时脱硫效果最好。
　　 考察了最佳脱硫剂的脱硫反应条件，结果表明：脱硫剂在中低温度下反应效果好，50～70℃温度范围内，脱硫效果很好；反应温度过高或过低都会对反应造成影响：空速对脱硫效果影响也很大，400～1200h-1空速范围内，脱硫剂在越小空速下反应脱硫效果越好；模拟燃气中含水量对脱硫效果的影响也较大，含水量过多过少均对脱硫效果不利，最佳含水量为7，28％；燃气中含O2量对脱硫效果也有较大影响，在工业燃气O2含量限度内越多，O2量越多，脱硫效果越好，当O2含量为2％时达到最大值。最佳工艺条件：反应温度：50℃，H2O含量：7.28％，O2含量：2％，400h-1时，穿透硫容可以达到25.3％。
　　 XRD表征表明，制备脱硫剂时，600℃高温焙烧使得原料中FeO、Fe3O4向活性Fe2O3转变；在30～110℃温度范围内，反应温度越低，越有利于的脱硫反应进行。
　　 本文利用钢厂赤泥和碱厂白泥联合烟气脱硫脱除燃气中H2S，实验证实脱硫效果很好。本课题“以废治废”，使经济与环保共赢，在我国具有非常现实的意义。

目录

文摘

英文文摘

谨献

第1章 综述

1.1 H2S脱除的研究意义

1.2 H2S脱除研究现状

1.2.1 H2S干法脱除研究现状

1.2.2 H2S湿法脱除研究现状

1.2.3 最新工艺

1.2.4 结论

1.3 赤泥和白泥的研究和利用现况

1.3.1 赤泥的综合利用技术

1.3.2 白泥的综合利用技术

1.4 选题介绍

1.4.1 选题依据

1.4.2 研究目的

1.5 实验设计及方案

1.5.1 赤泥白泥用于燃气脱硫的可行性分析

1.5.2 技术路线

1.5.3 实验方案

第2章 实验部分

2.1 实验试剂与药品

2.2 实验仪器和设备

2.3 原料

2.3.1 主要原料

2.3.2 助剂

2.4 脱硫剂制备方法

2.5 脱硫剂活性评价方法

2.5.1 脱硫活性评价指标

2.5.2 脱硫剂的活性评价

2.5.3 H2S气体的配制

2.5.4 燃气中H2S浓度的分析

2.5.5 燃气中水蒸气浓度的设定

2.5.6 燃气中O2浓度的设定

2.6 脱硫剂的表征

2.7 代号说明

第3章 脱硫剂的制备

3.1 引言

3.2 赤泥白泥脱硫剂制备工艺

3.2.1 赤泥白泥原料的性质和配比的选择

3.2.2 助剂的选择

3.2.3 制备工艺的确定

3.3 活性评价装置及方法

3.4 活性评价结果及分析

3.4.1 赤泥白泥配比对脱硫活性的考察

3.4.2 粘结剂对脱硫活性的考察

3.4.3 造孔剂对脱硫活性的影响

3.4.4 润滑剂对脱硫活性的影响

3.4.5 加水量

3.4.6 焙烧温度对脱硫活性的影响

3.4.7 焙烧时间对脱硫活性的影响

3.5 本章小结

第4章 脱硫反应条件对脱硫剂活性的影响

4.1 引言

4.2 活性评价结果及分析

4.2.1 温度对脱硫反应活性的影响

4.2.2 空速对脱硫反应的影响

4.2.3 O2含量对脱硫反应的影响

4.2.4 H2O含量对脱硫反应的影响

4.3 本章小结

第5章 脱硫剂的表征

5.1 XRD分析

5.1.1 引言

5.1.2 白泥、赤泥原样及其制备的脱硫剂的主要成分XRD分析

5.1.3 脱硫温度对脱硫剂[C6B3] NaZbR-G006的影响

5.2 本章小结

第6章 结论与建议

6.1 结论

6.2 建议

参考文献

致谢

个人简历

发表的学术论文