铁基吸附剂同时脱除模拟煤气中单质汞和硫化氢的研究

煤气化是清洁高效利用煤炭的主要途径,也是应用最为广泛的洁净煤技术。但在粗煤气中存在的H2S和Hg等污染物,在煤气的后续利用中对设备、催化剂以及生态环境和人体的健康仍然存在很大的危害,脱除煤气中的H2S和Hg等有害污染物势在必行,性能优良的脱硫、脱汞用吸附剂的研制已成为目前关注的热点。 常用的铁基吸附剂硫容大且在一定条件下可生成单质硫,脱硫后的铁基吸附剂类似硫改性的脱汞用吸附剂,新鲜的铁基吸附剂也具有潜在的同时脱除煤气中Hg和H2S的能力。本论文选用新鲜和硫化后的TG-A和TG-B两种铁基吸附剂进行了模拟煤气中同时或单独脱除Hg和H2S实验的研究,结合XRD,XPS,BET等表征结果,得到以下主要结论： 1)在N2气氛中,硫化反应后的铁基吸附剂TG-A-H2S和TG-B-H2S的脱汞效率均远远高于新鲜吸附剂TG-A和TG-B。两种吸附剂的最佳脱汞温度不同,分别为TG-A-H2S的100-120℃和TG-B-H2S的120-160℃。 2)TG-A-H2S铁基吸附剂的脱汞效率高于TG-B-H2S,主要由于TG-A吸附剂在硫化过程中生成了比TGB吸附剂多的单质硫,而单质硫可与单质汞发生反应,生成稳定的硫化汞,单质硫对脱汞起着重要的作用。 3)在模拟煤气气氛中,TG-A铁基吸附剂最佳脱汞温度为100-140℃在140℃时,最高脱汞率为85%,最高脱硫率趋于100%,汞和硫的穿透时间都在10个小时以上,TG-A铁基吸附剂可做为煤气中同时脱除汞和硫的吸附剂。TG-B的最佳脱汞温度为60-120℃,但其脱汞和脱硫效率均明显低于TG-A。 4)TG-A铁基吸附剂脱汞、脱硫化氢的能力大于TG-B的原因主要是由于TG-A铁基吸附剂含相对较多的Fe203。脱硫过程中,活性组分氧化铁和硫化氢发生反应生成硫化铁或硫化亚铁和单质硫,生成的单质硫和汞发生反应,生成了稳定的硫化汞而将汞脱除。 5)煤气中的CO和H2等气氛几乎不影响TG-A和TG-B吸附剂及其硫化后的产物TG-A-H2S和TG-B-H2S对汞的脱除效率,而H2S对汞的脱除起着非常重要的促进作用,可以显著提高汞的脱除率。