催化水解法低温脱除煤气中羰基硫的研究

【摘要】：羰基硫是工业原料气中有机硫的主要组成成分，焦炉气、石油焦冶炼气、高硫煤制气等工业气体中均含有高浓度的羰基硫。由于羰基硫会使许多工业催化剂中毒，造成仪器设备的腐蚀，导致化工产品质量下降，因此无论从环境安全还是经济生产的角度考虑，都应对羰基硫进行脱除。目前，国内外脱除羰基硫的技术主要是针对低浓度羰基硫的气体，且反应需要的温度较高。本研究致力于开发一种能在常、低温下有效转化高浓度羰基硫的水解催化剂。 本研究建立了测定气体中羰基硫浓度的气相色谱分析方法。采用比表面积分析、硫元素分析、XRD、SEM等方法对负载前后和使用前后催化剂的性能进行表征，同时对影响催化剂活性的重要反应条件进行考察，分析各种实验方法对实验结果的影响。 以未预处理及预处理后的活性氧化铝为基底材料，采用等体积浸渍法，将质量分数为2%的钼酸铵、4%的碳酸钾和不同质量分数的氢氧化钠作为活性组分负载于其上，制得水解催化剂。通过考察不同催化剂的水解活性及抗中毒能力，得出在预处理后的活性氧化铝基底上负载质量分数为2%的钼酸铵、4%的碳酸钾和1%的氢氧化钠制得的水解催化剂具有最高的催化活性。同时，采用同样的方法制得沸石分子筛催化剂，对比两种不同基底材料催化剂的水解活性。实验结果表明，活性氧化铝基水解催化剂的活性远高于沸石分子筛基水解催化剂。 研究了不同实验条件对所制得催化剂活性的影响，主要从氧含量、温度、湿度三个方面进行考察。由实验结果可知，氧体积分数的增加会导致羰基硫水解转化率的下降，最佳的水解条件为无氧环境；温度的升高有利于加快水解反应效率，从而提高水解反应活性，但过高的温度更易导致硫的沉积，致使催化剂的中毒，综合考虑本研究选取80℃作为最佳反应温度；少量的水蒸气是羰基硫催化水解反应的必需条件，但过量的水蒸气会阻碍羰基硫水解反应，降低催化剂活性，本研究的最佳湿度条件为25%。 另外，本研究还考察了所开发的活性氧化铝基水解催化剂对低浓度羰基硫的处理效果，实验结果表明该催化剂对低浓度羰基硫的水解转化效果也十分理想。 【关键词】：羰基硫 低温 高浓度 催化水解 活性氧化铝
【学位授予单位】：上海交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：X701.3
【目录】：

• 附件5-6
• 摘要6-8
• ABSTRACT8-11
• 目录11-14
• 第一章 绪论14-28
• 1.1 课题背景14-16
• 1.2 羰基硫的物化性质16-18
• 1.2.1 羰基硫的物理性质16-17
• 1.2.2 羰基硫的化学性质17-18
• 1.3 羰基硫的脱除方法18-21
• 1.3.1 湿法脱硫18-19
• 1.3.2 干法脱硫19-21
• 1.4 催化水解法脱除羰基硫技术的科学研究进展21-25
• 1.4.1 催化剂载体的研究21-22
• 1.4.2 活性组分的研究22-23
• 1.4.3 反应机理的研究23-24
• 1.4.4 失活行为的研究24-25
• 1.5 本课题的研究意义、研究思路及研究内容25-28
• 1.5.1 课题来源25
• 1.5.2 研究意义25
• 1.5.3 研究内容与技术路线25-28
• 第二章 羰基硫的气相色谱测定方法28-33
• 2.1 实验仪器和操作条件28
• 2.2 定性和定量28-29
• 2.3 标准曲线绘制29-31
• 2.4 保留时间和检出限31
• 2.5 本章小结31-33
• 第三章 催化剂的制备及材料性能的表征33-48
• 3.1 表征方法33-35
• 3.1.1 材料比表面积和孔径测定33
• 3.1.2 X 射线衍射（XRD，X-ray diffraction）33-34
• 3.1.3 元素分析34
• 3.1.4 扫描电镜（SEM）分析以及能量色散（EDS）34-35
• 3.2 催化剂的制备35
• 3.2.1 实验仪器及试剂35
• 3.2.2 实验方法与步骤35
• 3.3 催化剂的性能表征35-47
• 3.3.1 比表面积和孔径的表征35-36
• 3.3.2 XRD 表征36-41
• 3.3.3 硫元素分析41
• 3.3.4 扫描电镜（SEM）及能量色散（EDS）表征41-47
• 3.4 本章小结47-48
• 第四章 最佳负载条件的确定及基底材料活性对比48-59
• 4.1 NaOH 负载量对催化剂活性的影响48-52
• 4.1.1 实验仪器及试剂48
• 4.1.2 实验方法及步骤48-49
• 4.1.3 实验结果与讨论49-51
• 4.1.4 负载 NaOH 质量分数在 0%～1%之间催化剂活性的探讨51-52
• 4.2 超声辅助制备52-55
• 4.2.1 实验仪器及试剂53
• 4.2.2 实验方法与步骤53
• 4.2.3 实验结果与讨论53-55
• 4.3 其他基底材料活性对比55-58
• 4.3.1 实验仪器与试剂55-56
• 4.3.2 实验方法与步骤56
• 4.3.3 实验结果与讨论56-58
• 4.4 本章小结58-59
• 第五章 反应条件对羰基硫水解催化剂转化率的影响59-65
• 5.1 氧含量对转化率的影响59-60
• 5.1.1 实验仪器及试剂59
• 5.1.2 实验方法及步骤59
• 5.1.3 实验结果与讨论59-60
• 5.2 温度对转化率的影响60-62
• 5.2.1 实验仪器与试剂60-61
• 5.2.2 实验方法与步骤61
• 5.2.3 实验结果与分析61-62
• 5.3 湿度对转换率的影响62-63
• 5.3.1 实验仪器与试剂62
• 5.3.2 实验方法与步骤62
• 5.3.3 实验结果与分析62-63
• 5.4 本章小结63-65
• 第六章 低浓度羰基硫的处理效果65-67
• 6.1 实验仪器与试剂65
• 6.2 实验步骤与方法65-66
• 6.3 实验结果与分析66-67
• 第七章 结论及展望67-70
• 7.1 全文总结67-68
• 7.2 创新点68
• 7.3 研究展望68-70
• 参考文献70-75
• 致谢75-76
• 攻读硕士学位期间已发表或录用的论文76

您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

COS脱除技术进展    范健;雷军;

γ-Al_2O_3催化剂上羰基硫的水解动力学    张青林,郭汉贤

碱改性γ-Al_2O_3催化剂上羰基硫的低温水解反应 Ⅰ.催化剂活性及补偿效应    谈世韶,李春虎,郭汉贤,师剑平,杨醒民

低温条件下羰基硫催化水解反应本征动力学的研究    梁美生,李春虎,郭汉贤,谢克昌

多孔材料的孔结构表征及其分析    崔静洁;何文;廖世军;夏熙;

多孔材料比表面积和孔隙形貌的测定方法    刘培生;

O_2和SO_2对稀土氧硫化物上羰基硫水解反应的影响    张益群,肖忠斌,马建新,周伟,邬敏忠

气体吸附法表征多孔材料的比表面积及孔结构    陈金妹;谈萍;王建永;

稳定同位素比例质谱仪在土壤碳循环研究中的应用    张林;孙向阳;高程达;曹吉鑫;

碱改性γ－Al_2O_3催化剂表面碱强度分布与COS水解活性的研究    李春虎，郭汉贤，谈世韶

碳管负载纳米颗粒及碳管/高分子复合材料的表征及应用    刘芙

近十年常温干法精脱硫专利技术发展动态    彭勇,胡典明,孔渝华

X射线衍射分析及其在微纤丝角测定中的应用    姜贵君;姜贵平;李建华;

X射线衍射仪参数的实验优化    刘晓丽;李超;

循环镁法烟气脱硫产物MgSO_3的热解回用工艺研究    张晓伟;鲁军;

原油中硫化氢脱除技术研究    王添一;

箱装体模块内气体净化技术研究    崔建伟;徐筱欣;韩小波;

VOCs催化燃烧技术    谭明侠;王国军;谢建川;

羰基硫水解催化剂的中毒特征及其机理    张青林,郭汉贤

低温条件下羰基硫催化水解反应本征动力学的研究    梁美生,李春虎,郭汉贤,谢克昌

锌铝基镁铅合金块状固体的物相组成和质量分数标定    郭胜利;靳跃鹏;赵浩峰;

浅谈以比表面积量化中药饮片传统切制规格的新思路    石继连;贺福元;谢相贵;杜玉然;夏赞韶;

材料表面覆盖层厚度无损测试技术    杨明太;吴伦强;张连平;

脱毒催化剂现状及其进展    赵骧;

VOC催化燃烧技术    谭明侠;王国军;谢建川;

合成气净化催化剂的现状及发展趋势    周晓奇;

钴钼加氢催化剂的工业应用与表征    张忠涛;徐显明;李方伟;万书宝;张志翔;

材料表面覆盖层厚度无损测试技术    杨明太;吴伦强;张连平;

消烟脱硫除臭一体化净化技术 前置喷淋筛网的静电式烟炱净化器    黄清豹;

CS_2水解催化剂研究    袁明法;朱志华;贾志轩;赫崇衡;

魔芋辐照接枝物凝胶的水分状态和TEM分析    耿胜荣;夏和舟;陈学玲;叶丽秀;华跃进;

新型溶剂高效吸收净化高酸性石油天然气技术开发研究    章建华

利用臭氧及活性分子协同脱除多种污染物的实验及机理研究    姜树栋

多因素影响下低温混凝土抗冻临界强度的研究    刘润清

镓铟氧化物薄膜和氧化锡薄膜的制备与性质研究    孔令沂

介孔二氧化硅的制备及其作为Co_3O_4纳米晶载体和模板的应用    王露

内置式微波无极紫外灯处理气态污染物的研究    孙晓

油田轻烃分馏与精制技术研究    王志恒

NO的常温催化氧化及碱液吸收脱除NO_x过程研究    刘华彦

用无机胶粘贴碳纤维布加固混凝土梁受力性能试验研究    陈伟宏

活性炭吸附处理苯和甲苯气体的性能及机理研究    周烈兴

稀土离子掺杂纳米晶ZrO_2-Al_2O_3复合粉体的制备及发光性质的研究    谭鑫鑫

贵金属及其合金/碳纳米管复合材料的制备与表征    甘自保

介孔生物玻璃对银离子的装载、释放及抗菌性能研究    赵存挺

沸石吸附与化学沉淀法联用处理氨氮废水研究    文婷

聚氯乙烯超滤膜亲水性改性及水过滤性能研究    谢荣华

利用钢厂赤泥和碱厂白泥研制燃气（H_2S）脱硫剂    王志涛

二醋酸（SCA）纳米纤维的制备及性能表征    王银利

重晶石和硼酸钙的XRF定量分析方法研究    曾小平

UDS溶剂吸收脱除焦化干气和天然气中有机硫效果研究    许慎艳

铁锰系氧化物脱除合成气中羰基硫的应用基础研究    柏勇

埋藏古木树轮碳、氢、氧同位素研究与古气候重建    孙艳荣,穆治国,崔海亭

应用δ~(13)C值探讨林地土壤有机碳的分异    涂成龙;刘丛强;武永锋;王毅;

NiO-WO_3/Al_2O_3催化剂的制法对氧化镍和氧化铝的相互作用及吡啶加氢活性的影响    李大东,庄福成,孙连霞,徐晓骆

γ-Al_2O_3催化剂上羰基硫的水解动力学    张青林,郭汉贤

羰基硫水解催化剂的中毒特征及其机理    张青林,郭汉贤

锂对于γ-Al_2O_3表面酸中心的调变作用及其积炭性能的影响    张涛,臧璟龄,胡爱华,林励吾

碱改性γ-Al_2O_3催化剂上羰基硫的低温水解反应 Ⅰ.催化剂活性及补偿效应    谈世韶,李春虎,郭汉贤,师剑平,杨醒民

低温条件下羰基硫催化水解反应本征动力学的研究    梁美生,李春虎,郭汉贤,谢克昌

超临界干燥方法对甲烷燃烧催化剂LaMnAl_(11)O_(19)结构及活性的影响    徐金光,田志坚,王军威,徐云鹏,徐竹生,林励吾

超极化~(129)Xe核磁共振技术及其在多孔催化材料研究中的应用    刘勇;张维萍;韩秀文;包信和;

加氢精制催化剂制备方法的研究    张乐

改性氧化铝基高浓度羰基硫水解催化剂研究    梁丽彤

羰基硫的生产    刘宝芬;

秋季羰基硫在植物与大气间的交换    王美珍,耿春梅,吴海,刘杰民,牟玉静

羰基硫脱硫技术获创新    

合成食品香味增效剂α-羰基硫醇和α、β—二羰基硫醚的研究    高振永;柯友之;王亨权;徐锡瑛;

羰基硫水解技术的地位及应用前景    郭汉贤;张青林;

丙烯中微量羰基硫的分析    王清龙;谢景华;

羰基硫的研究动向    郭汉贤;谈世韶;李春虎;

羰基硫与空气污染    龚延铎;

羰基硫脱除及水解技术应用展望    郭汉贤;

用于羰基硫水解反应研究的微反—色谱联用系统    张青林;郭汉贤;

羰基硫生产新工艺    胡治军;赵佳丽;金杏妹;

羰基硫与大气典型氧化物的多相反应研究    陈海涵;孔令东;陈建民;

一步法脱除羰基硫技术工业投产成功    中经

我国掌握羰基硫脱硫核心技术    杨扬 姜小毛

类水滑石衍生氧化物催化水解羰基硫研究    赵顺征

催化水解法低温脱除煤气中羰基硫的研究    王冠

改性氧化铝基高浓度羰基硫水解催化剂研究    梁丽彤

常温氧化铁脱硫过程中羰基硫生成机理的研究    董先彬

类水滑石衍生复合氧化物催化水解羰基硫研究    王红妍

中温羰基硫水解催化剂制备及其动力学研究    王会娜

矿冶废气中低浓度羰基硫吸附剂开发及机理研究    邱娟

复杂气氛下中温羰基硫水解催化活性研究    娄艳茹

乙二醇吸收羰基硫的实验及机理研究    刘文秀