低阶煤原位制备ZnO基活性炭脱硫剂
2021-10-04演康杨颂刘守军杨超樊惠玲上官炬
化工学报 2021年9期
演康,杨颂,刘守军,杨超,樊惠玲,3,上官炬,3
(1 太原理工大学化学化工学院,山西太原 030024;2 太原理工大学,煤科学与技术教育部和山西省重点实验室,山西太原 030024;3 山西省民用洁净燃料工程研究中心,山西太原 030024)
引言
硫化氢(H2S)是一种毒性气体,普遍存在于天然气、合成气和煤制气中。H2S 不仅危害人的身体健康、腐蚀工艺设备、污染环境,而且会毒化下游催化剂,给工业生产造成安全隐患和经济损失[1]。因此,上述工业气体在使用之前需将里面的H2S气体进行脱除[2]。ZnO 与H2S 反应具有较高的平衡常数,脱硫精度高,所以ZnO 脱硫剂在工业应用中通常被作为把关脱硫剂使用[3-4]。ZnO在常低温条件下可将原料气中的H2S浓度降至0.15 mg/m3以下,满足一些新兴工艺及产品对脱硫精度的要求,比如质子交换膜燃料电池[5]。然而,常温下传统ZnO 脱硫剂由于动力学的限制,其脱硫活性很低,硫容与利用率都不理想,如何提高其常温活性一直是研究的热点[6]。将ZnO 分散到多孔载体上,是提高其活性的一种简便且有效的方法。常用的多孔载体有沸石[7]、介孔硅[8]和活性炭(AC)[9]等。AC 具有比表面积大、表面基团丰富等优点[10-12],适用于作为脱硫剂的载体[13-14]。李芬等[15]采用均匀沉淀法,分别以煤质炭和椰壳炭为载体,制备了AC负载的纳米ZnO脱硫剂,AC载体提高了ZnO的分散性,从而提升了其脱硫性能。
通常,AC 基金属氧化物脱硫剂的制备是以AC为载体,再通过浸渍的方法制备获得。由于AC 的孔隙以微孔为主,因此浸渍过程容易导致其孔道阻塞,极大地限制脱硫剂的脱硫性能。……
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