高嶺土在煤氣脫硫等氣體凈化中的應(yīng)用

時間：2014-05-08 09:50:19

作者：世邦機(jī)器

煤氣脫硫

以煤氣化為基礎(chǔ)的多聯(lián)產(chǎn)技術(shù)能夠同時提高煤炭利用效率并減少環(huán)境污染物的排放，是潔凈煤技術(shù)的重要發(fā)展方向之一。高嶺土加工設(shè)備是比較多且比較復(fù)雜的，我國的很多煤炭資源具有硫含量高的特點，煤炭燃燒釋放有害氣體SO2而引起的環(huán)境污染一直為人們所關(guān)注。因此，高溫煤氣脫硫凈化技術(shù)是與多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)配套的關(guān)鍵技術(shù)之一，所以近年來對高溫煤氣脫硫劑的研究十分活躍，重點是復(fù)合型和負(fù)載型金屬氧化物脫硫劑(Lkenaga等，2004)。

胡世菊等(2008)以遼寧阜新煤矸石熱電廠收集的不同粒度和組分粉煤灰樣品為載體，鐵鈰氧化物混合物為活性組分，高嶺土為黏結(jié)劑，制備了鐵鈰高溫煤氣脫硫劑。結(jié)果表明，鐵鈰高溫脫硫劑的典型配方是活性組分為鐵和鈰的氧化物，其摩爾比為4:1，脫硫劑樣品中活性組分與粉煤灰載體及黏結(jié)劑的質(zhì)量比為8:2:1。經(jīng)過機(jī)械混合、成型、干燥和高溫煅燒，制備出柱狀樣品，在120℃條件下干燥4h，在700℃煅燒8h，制備了鐵鈰復(fù)合高溫煤氣脫硫劑。高嶺土的用途十分的廣泛，實驗表明，脫硫劑能長時間保持高于95%的脫硫效率，在入口H2S為4700×10-6時，出口H2S的濃度可以長時間維持在200×10-6左右。其總硫容高于理論計算的硫容。這表明粉煤灰為載體的鐵鈰脫硫劑是性能優(yōu)良的高溫煤氣脫硫劑。這是由于粉煤灰載體能為脫硫劑提供高的孔容和比表面積，在硫化過程中能提供高的有效反應(yīng)表面和高溫煤氣中硫化氫向脫硫劑的擴(kuò)散通道，從而改善脫硫劑的硫化性能。并且利用X射線衍射分析了鐵鈰脫硫劑在硫化前后的變化。結(jié)果表明，硫化后鐵的氧化物全部轉(zhuǎn)變?yōu)榱蚧F，同時有Fe(1-x)S生成。鈰的氧化物在該實驗條件下并未參與硫化反應(yīng)，但Fe(1-x)S相的生成可能和鈰與鐵的交互作用有關(guān)。同時鈰的加入會提高鐵基脫硫劑在生產(chǎn)過程中單質(zhì)硫的產(chǎn)率，因此是鐵基高溫脫硫劑的重要組分。脫硫劑在硫化前和在620℃硫化后的SEM形貌照片顯示，兩者形貌沒有明顯區(qū)別，表明該成分的脫硫劑具有良好的抗粉化性能，在400〜600℃溫度范圍內(nèi)具有良好的硫化活性。

劉金權(quán)等(2004)利用高嶺土的加工產(chǎn)品超細(xì)高嶺土，采用機(jī)械混合法、煅燒處理法制備了CaO-超細(xì)高嶺土復(fù)合固硫劑，用熱分析法研究其固硫性能和特征。結(jié)果表明，在不同溫度下，CaO-超細(xì)高嶺土復(fù)合固硫劑的固硫率明顯高于同樣條件下無添加劑的CaO的固硫率。反應(yīng)初期(約5min)，CaO-超細(xì)高嶺土固硫率比純氧化韓的固硫率變化不大;而反應(yīng)后期，各溫度下復(fù)合固硫劑的固硫率均明顯大于純氧化鈣，并且隨反應(yīng)溫度的升高，固硫率升勢增快，在1009℃時30min的固硫率較CaO提高達(dá)26%以上，CaO-超細(xì)高嶺土復(fù)合固硫劑有著較好的固硫效果。他們用等效粒子模型對該固硫劑固硫反應(yīng)的動力學(xué)過程進(jìn)行模擬和計算，得到了固硫反應(yīng)的動力學(xué)參數(shù)，推斷CaO固硫反應(yīng)分為表面化學(xué)反應(yīng)控制階段和產(chǎn)物層擴(kuò)散控制階段進(jìn)行。反應(yīng)初期，產(chǎn)物層從無到有且很薄，氣體擴(kuò)散穿過產(chǎn)物層的阻力較小，總反應(yīng)歷程為化學(xué)反應(yīng)控制階段;隨著反應(yīng)的進(jìn)行，產(chǎn)物層厚度逐漸增加，使得擴(kuò)散成為決定因素，特別是高于iooo℃時反應(yīng)表現(xiàn)為擴(kuò)散控制階段。