基于改性聚丙烯腈纳米纤维的铁锰脱硫剂构筑及其脱硫性能

聚丙烯腈(PAN)纳米纤维对金属离子吸附量较低,由此制备的脱硫剂性能较差。选取聚乙烯吡咯烷酮(PVP)和盐酸羟胺(HAC)分别对PAN纳米纤维进行改性,通过静电纺丝和表面改性得到了改性载体前驱体,后通过浸渍和热处理制得了铁锰双金属脱硫剂。研究了PVP添加量、HAC改性温度和金属盐浓度对脱硫剂结构和性能的影响。SEM分析表明,PVP和HAC改性均能得到具有良好纤维形貌的脱硫剂,活性组分在纤维表面分散性良好。TEM和XPS分析表明,Fe_(2)O_(3)和MnO_(2)成功负载在纤维表面。XRD分析表明,脱硫剂硫化后生成了Fe_(7)S_(8)。织构性质分析表明,改性后脱硫剂的比表面积明显增大,未改性脱硫剂为5.91 m^(2)/g,改性脱硫剂最大为8.10 m^(2)/g(PVP改性)和14.23 m^(2)/g(HAC改性)。ICP-OES分析表明,改性明显提高了脱硫剂活性组分负载量(质量分数),活性组分负载量从0.93%提升至最高22.65%(PVP改性)和30.97%(HAC改性)。脱硫性能测试表明,改性得到的铁锰双金属脱硫剂的穿透硫容(以100 g脱硫剂脱除的硫化氢质量计)由0.75 g分别提升至最高4.72 g(PVP改性)和6.70 g(HAC改性)。

Al_(2)O_(3)载体孔结构优化:提升FeMo/Al_(2)O_(3)催化剂在焦炉煤气加氢脱硫性能

探讨了Al_(2)O_(3)载体孔结构对FeMo/Al_(2)O_(3)预加氢脱硫(HDS)催化剂活性和选择性的影响,采用浸渍法制备了一系列具有不同孔结构的FeMo/Al_(2)O_(3)催化剂,并通过微型固定床技术对其在模拟焦炉煤气中COS、CS_(2)、C_(4)H_(4)S和C_(2)H_(4)的HDS活性和选择性进行了系统评价,通过N_(2)吸附-脱附、红外碳硫、XRD、NH_(3)-TPD、H_(2)-TPR、XPS、Raman以及HRTEM等技术对催化剂进行了表征。研究结果表明,Al_(2)O_(3)载体孔结构对催化剂活性相MoS_(2)有显著影响,从而影响加氢脱硫活性和选择性,其中较大孔径的载体更有利于COS和CS_(2)的有效转化,而较小孔径的载体则更倾向于促进C_(4)H_(4)S和C_(2)H_(4)的转化;此外,具有较大孔径的催化剂不仅展现出更低的积炭倾向,还通过提高Mo物种的分散性,有效调控了MoS_(2)片晶的生长尺寸和层数,从而在COS和CS_(2)的加氢脱硫活性上显示了优异性能。研究结果为高效HDS催化剂的设计与开发开辟了新途径。

大孔对ZnO/SiO_(2)复合脱硫剂常温脱硫性能的影响机制

煤化工行业作为我国主要的碳排放源,在双碳目标的约束下将面临巨大挑战。煤制气体精脱硫是煤炭高效清洁利用的重要组成部分,对于碳减排意义重大。氧化锌是目前普遍使用的干法精脱硫剂,但受动力学的限制,其在常温下的脱硫活性非常低,无法满足工业应用要求。孔扩散是氧化锌与H_(2)S反应发生的前提,但目前鲜有报道研究孔径,特别是大孔对脱硫性能的影响及影响机制。基于此,采用溶胶凝胶法和胶晶模板法分别制备了以介孔为主和以大孔为主的ZnO/SiO_(2)复合脱硫剂,探究了大孔结构的引入对其常温脱硫性能的影响。研究表明,尽管大孔的引入会增加脱硫剂的比表面积、强化表面碱性、提高氧化锌的分散性以及增加脱硫剂中氧空位浓度,但会导致脱硫剂脱硫性能大幅下降。介孔脱硫剂的穿透硫容为151.9 mg/g,是大孔脱硫剂的脱硫性能的2.3倍。这是因为大孔结构不稳定,在脱硫过程中易坍塌,阻碍了氧化锌反应位点的获取。气氛中的水汽在大孔表面不利于凝聚成水膜,进而抑制了脱硫反应的发生。更为重要的是,大孔制备过程中由于模板剂的燃烧会释放大量热,致使SiO_(2)网络发生深度交联,从而减小了脱硫剂中的介孔孔径。较小的介孔孔径导致其表面物理吸附水的量过多,进而抑制了氧化锌与H_(2)S的反应。

MOFs负载聚乙烯亚胺(PEI)对硫化氢的吸附

煤炭清洁高效利用是当下煤炭资源发展的主题,煤炭加工利用过程中会产生以硫化氢(H_(2)S)为主的硫化物,对生产和环境造成了不利影响。近年来,吸附脱硫因其高脱硫效率、高精度、操作简单等优点成为广泛使用的脱硫方法。金属−有机框架材料(MOFs)具有大的比表面积和孔隙率、易于修饰和功能化的优势,在气体吸附领域具有很大的潜力。聚乙烯亚胺(PEI)是同时含有伯、仲、叔胺的高分子聚合物,对H_(2)S有强亲和力并发生可逆的化学反应,将PEI引入MOFs中有望进一步提升H_(2)S吸附性能。为此,采用浸渍法制备了PEI负载的MIL-101(Cr)、UiO-66、MOF-801、ZIF-8吸附剂,研究了载体类型和PEI负载量对H_(2)S吸附性能的影响,考察了吸附剂的循环使用能力。结果表明,负载PEI后,所有载体的吸附容量均有所提高,ZIF-8提高的最多,归因于ZIF-8载体本身大的比表面积、孔体积、负载后晶体结构的保持以及PEI与ZIF-8之间的相互作用。而其余MOFs由于比表面积和孔体积较小或负载PEI后结构发生破坏,负载PEI之后的吸附容量不理想。PEI的负载量会影响ZIF-8的孔隙结构和骨架的稳定性;50%(质量分数)PEI负载后的ZIF-8穿透硫容最高,为56.3 mg/g,是载体本身的55倍。再生循环实验表明,负载PEI的ZIF-8只能实现极少部分再生,并且负载量低的吸附剂的吸附循环性能比负载量高的更好,PEI的引入使ZIF-8更易遭受H_(2)S的进攻生成ZnS。

煤气间接冷却改造后脱硫系统副盐升高的原因分析及对策

传统固定层常压间歇式气化炉半水煤气采用循环水直接冷却,存在有害物质向空气中逸散的问题。根据国家环保政策要求,山西晋丰煤化工有限责任公司将煤气直接冷却改造为间接冷却。改造后,煤气循环水有害气体逃逸问题得以解决,但煤气中氰化氢被带往一次脱硫工段,并形成硫氰酸钠副盐,造成脱硫塔堵塞与物料消耗过高。介绍了硫氰酸盐的形成机理,并重点就脱硫溶液分盐技术和NHD溶液脱硫技术两种改造方案进行了分析。

面向工业应用的焦炉煤气预加氢脱硫催化剂失活机理

以焦炉煤气深度净化过程使用的预加氢转化新鲜催化剂和失活催化剂为研究对象,利用微型固定床反应装置对新鲜催化剂和再生催化剂进行加氢脱硫(HDS)活性评价,并采用N_(2)-吸脱附仪、X射线衍射、Raman光谱、热重分析仪、扫描电子显微镜、电子能谱仪、紫外可见分光光度计和高频红外碳硫仪进行表征,深入研究了预加氢转化催化剂的积炭失活机理。研究结果发现,积炭覆盖催化剂表面活性位和堵塞催化剂孔道是导致预加氢转化催化剂失活的主要原因,同时积炭过程伴随活性组分(Fe和Mo)流失及再生过程中催化剂的烧结对催化剂失活也有贡献;积炭的形态以球形石墨化碳为主,其分布形式从催化剂内部向外逐渐增加;除异形条状和五齿球的失活催化剂外,其他催化剂再生(600℃,空气气氛)后可继续使用,再生后催化剂加氢活性下降,这主要是因为催化剂比表面积、孔容的下降及活性组分的流失。

国产深度净化脱硫剂在大型化甲醇合成装置上的工业应用

国能榆林化工有限公司煤制甲醇装置以煤为原料,采用水煤浆气化技术生产粗煤气,粗煤气经过耐硫变换调整氢碳比、低温甲醇洗脱除杂质和酸性气体、精脱硫单元深度脱硫,最后进入甲醇合成系统生产粗甲醇产品。为了避免甲醇合成催化剂失活,保证生产正常运行,精脱硫单元采用国产深度净化脱硫剂CNTS-11在苛刻工况下进行脱硫。本文介绍了应用CNTS-11脱硫剂的具体情况,包括装填、工业运行数据、使用后的强度和硫容等。脱硫后,合成气中未检测出含硫物质,脱硫剂硫容达13.00%,比国内同类产品高出40%,且过程无副产物产生。

低温甲醇洗装置系统排水存在的问题及改造措施

介绍了国能榆林化工有限公司低温甲醇洗装置大检修期间排水系统存在的问题,分析了系统固体杂质的来源以及对不同塔器设备的影响。针对废水输送流程复杂,易造成热再生塔和甲醇水分离塔塔盘堵塞,固体杂质再次带入系统等问题,在排放甲醇泵出口阀后至废水外送液位调节阀后配置一条管线,实现了高效安全的排水,避免了废水中的固体杂质再次带入后堵塞系统的风险,同时降低了洗涤水输送电耗。

高效叶片式分离器在合成气洗涤塔的应用探索

某煤制油项目干煤粉气化炉运行后期出现洗涤塔易带水问题,无法满足高负荷运行需求。针对该问题进行了原因分析,并引入一种高效叶片式分离器,介绍了其结构、工作原理及性能指标、处理能力,通过CFD流体动力学模型和相关计算软件精确评估了其工作状况及可允许的最大气、液相处理能力,并对合成气洗涤塔进行了高效叶片式分离器改造试用。结果表明:改造试用实现了干煤粉气化炉长周期105%以上负荷运行。

超大规模低温甲醇洗工艺对比和生产常见问题分析

简述了低温甲醇洗工艺的发展历程,分析了鲁奇公司和林德公司开发的超大规模低温甲醇洗工艺流程的特点。以国内已投产运行的分别采用鲁奇工艺和林德工艺的两套原料气处理量超过100万m^(3)/h的生产装置为例,从原料气预处理和冷却、吸收塔和热再生塔、关键工艺参数等方面分析了各自的优势与不足,并介绍了两套装置近几年在生产中出现的贫、富甲醇换热器泄漏、绕管式换热器泄漏、总硫超标等问题和采取的措施。

铁钙混合氧化物脱硫剂的硫化与再生过程研究

煤炭是世界上最丰富的化石燃料，有效提高煤炭利用效率和控制环境污染是目前面临的重要研究课题。先进的整体煤气联合循环发电(IGCC)和燃料电池(MCFC)技术被认为是煤炭利用的最佳途径。高温脱除燃料气中的H2S是其中的关键技术，高温脱硫目前存在的问题是脱硫剂使用过程的粉化。本文研制出铁钙混合氧化物脱硫剂，采用固定床反应器，考察了不同配比铁钙混合氧化物的硫化及再生性能。结果表明，当Fe2O3与CaO等摩尔比时，脱硫剂有良好的硫化和再生性能。用H2O(g)+O2进行再生时，先后有H2S和SO2逸出，并伴有单质硫形成。该脱硫剂连续硫化-再生循环稳定，且硫容逐渐增加，脱硫效率和机械强度亦逐步提高。

常压间歇式固定床气化工艺间冷改造概述

常压间歇式固定床气化工艺(UGI气化)在我国的应用与发展已超过60 a,曾在合成氨/氮肥行业气化工艺中占主导地位。近年来,由于节能减排及政策等方面的原因,UGI工艺退出历史舞台进入倒计时,UGI气化间冷改造[主要需增设自洁式过滤器、板式(管式)换热器]几乎成为现存UGI气化炉延续生命周期的唯一出路。对比分析UGI气化间冷改造前后气化系统工艺流程,介绍间冷改造的工艺特点、可解决的环保问题,梳理国内UGI气化间冷改造的技术厂家、主要业绩、运行问题及解决措施等。总之,UGI气化间冷改造技术已完全成熟,完全可解决造气循环水废气挥发、污泥和湿渣大量产生、废水处理等环保问题;寻求工艺上适合且投资较低的增量水处理技术,是UGI气化间冷改造下一步的工作重心。

真空碳酸钾脱硫酸气管道创新实践

真空碳酸钾脱硫在湛钢的运用真空碳酸钾脱硫工艺简介焦炉煤气中硫化合物主要是硫化氢,约占90%~95%;还有少量有机硫。荒煤气中的硫化氢含量取决于煤的含硫量的多少,湛钢焦炉煤气含硫4~6g/m^(3)左右。对焦炉煤气进行脱硫、脱氰意义重大,它不仅是环保要求的迫切需要,也是用户需要;另外对其他净化工序也十分有利;还可变害为宝,实现硫、氰资源的综合利用。

煤气水分离系统产品煤气水带油原因分析及优化调整

某煤制天然气装置气化系统采用鲁奇碎煤加压气化工艺,气化废水预处理设有煤气水分离系统(6个系列,六开无备)和酚回收系统。2023年3月以来,煤气水分离系统出现了产品煤气水带油问题,严重影响酚回收系统的正常运行。基于实际生产情况,从煤气水分离系统负荷、操作温度、设备问题、重芳烃品质等方面入手,分析与探讨产品煤气水带油的原因,通过采取工艺调整降低原料煤气水产量、隔离清洗煤气水冷却器、改造多元烃储槽、更换最终油分离器滤料等一系列优化调整措施后,解决了产品煤气水带油问题,保证了煤气水分离系统、酚回收系统的安全稳定运行。

Shell粉煤气化水系统运行问题及优化改进

河南龙宇煤化工有限公司Shell粉煤气化装置自2008年投运以来,随着运行时间的延长和环保要求的不断提高,气化水系统管线泄漏、设备内部堵塞、现场环境卫生差等问题逐渐凸显。为此,龙宇煤化对气化水系统采取了一系列有针对性的优化改进措施,包括优化系统流程、升级酸火炬连通管线材质、将真空过滤机改为离心式卧螺机、循环水储罐补水由泵输改为重力作用溢流、各储罐液位控制改为通过机泵变频器调节、各收集罐顶部空冷器加装喷淋装置等。优化改进后,现场环境卫生状况大为改善,生产操作方便简洁,现场设备检修作业频次明显降低,为Shell粉煤气化装置的长周期稳定运行奠定了基础。

浅析甲烷深冷分离中的危险因素与安全控制策略

在煤炭企业的常规生产过程中,技术生产人员会专门操作甲烷提取分离作业,实现对甲烷的转化,将其从CO、氢气中分离提取出来,实现对甲烷气体的二次利用过程。介绍了甲烷气体的相关知识理论内容,提出甲烷深冷分离工艺的基本原理以及优缺点,了解工艺中的诸多危险因素内容,然后具体提出该工艺实施过程中的安全控制策略。

浅谈焦炉烟道废气脱硝催化剂的现场热再生

介绍了焦炉烟道废气脱硝方法中选择性催化还原(SCR)法的原理,简要阐述了选择性催化还原(SCR)法催化剂的失活原因及再生方式,并主要讨论了催化剂现场热再生技术的操作步骤等。

高温煤气铁系脱硫剂的研究

高温煤气脱硫净化是目前先进洁净煤利用技术之一 ,但是以前高温煤气脱硫剂在多次硫化再生循环过程中出现粉化 ,妨碍脱硫剂进一步使用 .本研究选择钢厂赤泥作为脱硫剂原料 ,添加不同活性组分和防粉化结构助剂 ,制备了氧化铁基高温煤气脱硫剂 .经过 1 0次硫化 /再生循环实验 .结果表明 :1 0次循环累计 1 96.98% ,再生后脱硫活性不发生变化 ,具有较高和较稳定的脱硫活性 .再生后脱硫剂的机械强度高于新鲜样品 ,在使用过程中没有出现粉化现象 ,这为氧化铁基高温煤气脱硫剂的工业化研究提供了可靠的依据 .

CO绝热/等温复合变换工艺飞温控制方案分析

以粉煤气化合成气为原料,CO变换装置开车过程中第一绝热变换反应器放热反应剧烈,易造成飞温。结合绝热/等温复合变换工艺,从催化剂、反应器、反应器入口温度、空速及设置激冷管线等方面进行讨论,得出了控制变换反应器飞温的有效方案。

加氢脱硫技术在焦炉气工程项目中的应用研究

本文首先分析了我国焦炉煤气回收所面临的主要问题及形势,并对焦炉煤气的组分特点及加氢脱硫的方法和原理进行了深入分析总结。铁钼加氢催化剂适用于CO存在的环境,对有机硫尤其是硫醇、硫醚、噻吩等有机硫转化率高且反应温和,在一定的温度下,能将所有的有机硫加氢转化成容易脱除的H_(2)S,然后串联ZnO脱硫剂除去,此法为脱除有机硫化物十分有效的方法,本文结合工程实例,对加氢脱硫工艺在焦炉气制LNG实际工程中的应用进行了介绍,并对流程进行了优化,较好解决了生产过程中存在的飞温问题,取得了良好的效果。