介孔高温煤气脱硫剂的研制与性能研究

摘要

近年来,人们对金属氧化物作为高温煤气脱硫剂进行了深入的研究。为了解决金属氧化物的烧结、利用率低和粉化等技术难题,我们制备了高比表面积的介孔金属氧化物脱硫剂,并且研究了它们的高温煤气脱硫性能和稳定再生性能。
　　采用湿法浸渍方法制备了不同Cu/Mn原子比例的CuxMny/SBA-15脱硫剂,并且在700-850 ℃的温度区间内测试了它们的脱硫性能。800 oC条件下的Cu1Mn9/SBA-15的穿透(有效)硫容为13.8 g单质硫/100 g脱硫剂,其穿透硫容显著高于40wt％LaFeO3/SBA-15和50wt%LaFe2Ox/MCM-41在500-550 ℃条件下的穿透硫容(前者为4.8 g-单质硫/100 g-脱硫剂,后者为5.58 g-单质硫/100 g-脱硫剂)。这表明,湿法浸渍法制备的负载于SBA-15的Cu/Mn氧化物脱硫剂具有高热稳定性,其脱硫性能也大幅度提高。一定比例的氧化铜的掺杂保证了氧化锰具有较高的分散性,九次连续的800 ℃脱硫-再生循环性能测试显示，Cu1Mn9/SBA-15具有稳定的可再生性能。反应-再生前后样品的BET、HRTEM和SAXRD表征结果证实,使用前后脱硫剂的介孔结构依然紧致有序。
　　为了提高脱硫剂在多次脱硫-再生循环的稳定性能,具有三维孔道结构的KIT-6被用于脱硫剂载体。我们采用湿法浸渍方法制备了不同La/Mn原子比例的LaxMny/KIT-6脱硫剂,并且在700-850 oC温度区间内测试了它们的脱硫性能。800 ℃条件下La3Mn97/KIT-6脱硫性能最好,其穿透硫容为11.56 g单质硫/100 g脱硫剂。八次连续脱硫(800 ℃)-再生(600 ℃)循环测试结果表明,La3Mn97/KIT-6脱硫剂显示了良好的稳定再生性能,并且保持了80%的初始硫容。采用BET、XRD、HRTEM和H2-TPR等多种手段对使用前后的脱硫剂进行了表征。新鲜样品和使用后样品的XRD谱图和HRTEM图像结果显示,采用KIT-6作为载体有效地抑制了Mn2O3的聚集,从而大幅度提高了其稳定再生性能。
　　我们应用软模板法制备介孔无负载纯金属氧化物脱硫剂的探索性工作,考察了脱硫剂的脱硫活性,并且采用了BET及XRD等技术对其脱硫剂进行表征。

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第一章 文献综述

1.1研究背景

1.2煤气脱硫

1.3金属氧化物负载多孔载体脱硫剂

1.4本论文主要工作内容

第二章 脱硫剂的表征方法与性能测试

2.1主要试剂

2.2实验仪器

2.3脱硫剂表征

2.4脱硫剂的活性与再生性能测试

第三章 高稳定性CuxMny/SBA-15脱硫剂的制备和性能研究

3.1脱硫剂的制备

3.2结果与讨论

3.3本章小结

第四章 高稳定性LaxMny/KIT-6脱硫剂的制备和性能研究

4.1前言

4.2脱硫剂制备

4.3结果与讨论

4.4本章小结

第五章 中孔复合金属氧化物脱硫剂的制备与性能初探

5.1前言

5.2系列复合氧化物制备

5.3结果与讨论

5.4本章小结

第六章 总结与展望

6.1本文主要结论

6.2本文创新点

6.3展望

参考文献

发表论文和科研情况说明

致谢