煤气低温脱硫剂研制与工业脱硫工艺设计

摘要

活性炭具有丰富的孔结构，常用作脱色、除味和制作防毒面具的吸附剂等。自上世纪30年代，人们开始使用活性炭来脱除气体中的硫化氢，它具有脱硫效率高、硫容量高、脱硫精度高(完全脱除)等优点，广泛应用于石油、化肥等行业的精脱硫。本论文针对煤气低温脱硫，研制了改性活性炭脱硫剂，并对活性炭煤气脱硫装置和脱硫工艺进行了设计。
　　首先，制备了具有不同孔结构的改性活性炭脱硫剂，研究了活性炭孔结构对脱硫剂性能的影响。结果表明，活性炭的孔容对脱硫剂硫容量的影响大于比表面积的影响，而孔容和硫容量之间存在较好的线性关系。孔径在0.94～4.3 nm范围内的微孔脱硫效果最佳，在该孔径范围内的孔越多，脱硫剂的硫容量越大。此外，研究了浸渍剂和添加剂含量对脱硫剂性能的影响，结果表明，当浸渍剂含量为6％，添加剂量为0.05%时，脱硫剂的硫容量可达60%以上。
　　其次，研究了脱硫操作条件包括温度、湿度、空速、氧含量等对脱硫效果的影响，确定了最佳的脱硫工艺条件为：氧含量与硫化氢含量的比为4：1，气体湿度为80～100%，脱硫温度为35~40℃，以及较低的空速。基于实验结果，提出了吸附水膜内催化氧化硫化氢的浸渍活性炭低温脱硫过程的机理：气体中的水分在活性炭孔表面被吸收后形成一层水膜，H2S和O2通过扩散进入活性炭孔道后溶解于孔表面的水膜中，其中H2S在水膜中离解成H+和HS-，O2分子被活性炭表面吸附活化进而与已水解的HS-发生反应生成硫，沉积在活性炭孔表面。
　　最后，对5500m3/h煤气的工业脱硫装置进行了设计，并作了运行经济和成本评估，表明浸渍活性炭脱硫用于高档陶瓷行业将产生较好的经济效益。

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绪论

第一章 文献综述

1. 1 气体脱硫方法

1. 2活性炭脱硫

1. 3煤气脱硫现状分析

1. 4课题主要研究内容与任务

第二章脱硫剂制备与性能研究

2. 1 前言

2. 2 实验方法

2. 3结果与讨论

2. 4结论

第三章 工业煤气脱硫工艺设计

3. 1 前言

3. 2 设计任务书

3. 3 工艺流程框图及简介

3. 4物料计算及物料衡算

3. 5主要设备选型设计及附属设备管道的选型

3. 6土建设计

3. 7控制系统

3. 8电气

3. 9避雷与接地

3. 10 经济分析

3. 11结论

第四章 结论

参考文献

攻读硕士期间发表论文情况

致谢

附图