Fe2O3-γ-Al2O3脫硫劑的制備及其硫化-再生性能研究.pdf

1、20世紀90年代，天然氣快速發(fā)展，逐步形成三大主要能源：天然氣、煤炭、石油。隨著人類的發(fā)展，化石能源的消耗日益增多，這樣就會造成環(huán)境污染。既要發(fā)展經濟，又要保護環(huán)境，這就需要發(fā)展清潔能源。但是，種種因素決定了我國在今后較長一段時間內需要發(fā)展煤炭。發(fā)展煤炭但是不能發(fā)展粗放型的煤化工，需要發(fā)展清潔型煤化工。煤制甲醇、煤焦化學等傳統(tǒng)的煤化工由于產能過剩、環(huán)境污染等原因，已經不能滿足目前國家的發(fā)展需求。目前，新型的煤化工產業(yè)迅速發(fā)展。尤其IGC

2、C多聯(lián)產技術、IGFC-CC被大多數(shù)人認可，因為他們利用率高、環(huán)境污染小。但是煤氣化后中高溫煤氣脫硫凈化是不可或缺的一部分。本文采用溶膠-凝膠法制備負載型脫硫劑凈化中高溫煤氣。
　　本次實驗以蔗糖為模板劑，硝酸鋁為鋁源，制備出高比表面積的介孔氧化鋁作為本次實驗的載體。將活性氧化鋁置于α-Fe2O3溶膠中，經過蒸干、烘干、洗滌、焙燒得到脫硫劑?？疾炝素撦d量、焙燒溫度、焙燒時間對脫硫劑性能的影響，然后與粘結劑紅土進行混合后擠條得到成型

3、的脫硫劑，在固定床上評價此脫硫劑的性能。在SO2、O2、N2混合氣氛下對脫硫劑進行再生性能的研究，考察再生溫度、空速、不同配比對脫硫劑的再生性能的影響。最后用最佳的再生條件對脫硫劑進行5次硫化-再生循環(huán)。用XRD、SEM、BET和XPS等手段對脫硫劑反應前后進行表征分析，得出以下結論：
　?。?）以蔗糖為模板劑，以硝酸鋁為鋁源，用溶膠-凝膠法制備的活性氧化鋁比表面積高，孔容大，從SEM可以看出其孔隙較為發(fā)達。以此為載體可以提高脫硫

4、劑強度，其比表面積為239.16m2/g，可以提高活性組分的分散性。
　　（2）用單因素法對制備條件進行考察，主要考察以下3個方面：負載量、焙燒溫度、焙燒時間。首先對負載量進行考察，分別為15％（質量分數(shù)，下同）、25%、35%、40%，在固定床上對其進行評價，綜合考慮硫容、硫容利用率等因素確定其最佳的負載量為35%（質量分數(shù)），其穿透時間為285min，硫容利用率高達76.51%；負載量為35%，考察焙燒溫度對脫硫劑的影響，最后

5、確定其最佳的焙燒溫度為550℃；焙燒溫度為550℃，負載量為35%，確定其最佳的焙燒時間為3h。通過XRD表征可知，新鮮脫硫劑的主要活性組分為α-Fe2O3，硫化后主要生成Fe1-xS。通過BET表征發(fā)現(xiàn)硫化后脫硫劑的比表面積、孔容比硫化前的脫硫劑都有所下降。將制備好的脫硫劑與紅土進行混合做放大實驗，與紅土混合擠條后其脫硫劑的硫容利用率高達78.10%。
　?。?）用最佳的制備條件制備脫硫劑，然后在固定床上對其進行再生研究。再生氣

6、氛為二氧化硫、氧氣和氮氣的混合氣氛，主要考察再生溫度、再生空速、不同配比對再生的影響，通過再生率、增重率等指標最后確定其最佳的再生條件。最佳的再生溫度為600℃，最佳的再生空速為12000h-1，最佳的配比為：SO2（4%）+O2（2%）。用最佳的再生條件對脫硫劑進行5次硫化-再生循環(huán)，隨著循環(huán)次數(shù)的增加其硫容、比表面積、孔容趨于穩(wěn)定。經過XRD、XPS表征可知，在600℃下再生沒有硫酸鹽的生成。通過對Fe2p的XPS譜圖進行分析，氧化