發(fā)布時(shí)間：2020-10-23 18:05

　　 煤炭在我國(guó)一次能源中占據(jù)著重要的位置。但是,目前我國(guó)煤炭利用率低,存在嚴(yán)重的污染問(wèn)題,因此煤炭的清潔利用尤為重要。聯(lián)合氣化燃料電池(IG-FC)等發(fā)電技術(shù)是目前研究的先進(jìn)清潔的煤炭轉(zhuǎn)化技術(shù),在此過(guò)程中硫化物的脫除很重要。高溫煤氣脫硫技術(shù)能夠高效利用煤氣中的顯熱,所以被廣泛應(yīng)用。這一技術(shù)對(duì)脫硫劑有較高的要求,不僅能夠高效脫硫還必須能夠再生,經(jīng)受的住多次硫化再生循環(huán)使用,因此,高溫煤氣脫硫劑再生研究意義重大。本論文對(duì)氧化鈰脫硫劑分別在氧氣、二氧化硫和氧氣／二氧化硫混合氣氛下固定床再生床層動(dòng)態(tài)行為進(jìn)行了研究。用氧氣分析儀、碘量法等對(duì)反應(yīng)過(guò)程中氣體濃度進(jìn)行檢測(cè),用定硫儀對(duì)床層中脫硫劑的硫含量進(jìn)行了測(cè)試,并對(duì)反應(yīng)氣濃度、溫度對(duì)再生床層動(dòng)態(tài)行為的影響進(jìn)行了考察,得到了床層再生區(qū)高度和移動(dòng)速度,用數(shù)學(xué)模型進(jìn)行模擬,并對(duì)模型進(jìn)行修正實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：氧化鈰脫硫劑在02氣氛下再生,床層上不同位置脫硫劑再生轉(zhuǎn)化率曲線呈規(guī)則的倒“S”型,并保持基本不變的速度向出口方向移動(dòng)。隨著進(jìn)口02濃度的增加,再生區(qū)移動(dòng)速度增加,再生區(qū)高度略微降低。反應(yīng)床層高度與移動(dòng)速度首先是由化學(xué)反應(yīng)控制的,隨后將轉(zhuǎn)化為內(nèi)擴(kuò)散控制為主�；瘜W(xué)反應(yīng)控制階段方程式為：后期逐漸轉(zhuǎn)化為內(nèi)擴(kuò)散控制的方程式為：隨著再生溫度增加,再生區(qū)移動(dòng)速度加快,再生區(qū)長(zhǎng)度顯著變短。反應(yīng)床層高度與移動(dòng)速度首先是由化學(xué)反應(yīng)控制的,隨后將轉(zhuǎn)化為內(nèi)擴(kuò)散控制為主。反應(yīng)后期逐漸轉(zhuǎn)化為內(nèi)擴(kuò)散控制的方程式為：氧化鈰脫硫劑在含SO2氣氛下再生,床層上脫硫劑再生轉(zhuǎn)化率呈比較規(guī)則的倒“S”型,并保持基本不變的速度向出口方向移動(dòng)。隨著進(jìn)口S02濃度的增加,再生區(qū)移動(dòng)速度增加,再生區(qū)長(zhǎng)度降低。SO2濃度比較低時(shí),床層上再生轉(zhuǎn)化率曲線有拖尾現(xiàn)象。反應(yīng)床層高度與移動(dòng)速度首先是由化學(xué)反應(yīng)控制,隨后將轉(zhuǎn)化為內(nèi)擴(kuò)散控制為主�；瘜W(xué)反應(yīng)控制階段方程式為：后期逐漸轉(zhuǎn)化為內(nèi)擴(kuò)散控制的方程式為：隨著再生溫度增加,再生區(qū)移動(dòng)速度加快,再生區(qū)長(zhǎng)度顯著變短。反應(yīng)床層高度與移動(dòng)速度首先是由化學(xué)反應(yīng)控制的,隨后將轉(zhuǎn)化為內(nèi)擴(kuò)散控制為主。反應(yīng)后期逐漸轉(zhuǎn)化為內(nèi)擴(kuò)散控制為主的方程式為：氧化鈰脫硫劑在O2/SO2混合氣氛下再生,床層不同位置脫硫劑再生轉(zhuǎn)化率呈現(xiàn)比較不規(guī)則的倒“S”型曲線,隨著反應(yīng)時(shí)間的進(jìn)行,曲線上出現(xiàn)小的平臺(tái)。隨著進(jìn)口氣體和反應(yīng)溫度的增加,再生區(qū)長(zhǎng)度降低,再生區(qū)移動(dòng)速度加快。床層上不同位置脫硫劑再生轉(zhuǎn)化率曲線上出現(xiàn)的小的平臺(tái)隨著溫度的升高而向下移動(dòng),到750℃以上時(shí)平臺(tái)基本消失。
【學(xué)位單位】：太原理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2016
【中圖分類】：TQ546.5
【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
符號(hào)說(shuō)明
第一章 文獻(xiàn)綜述與課題選擇
    1.1 課題背景
    1.2 高溫煤氣脫硫劑的研究現(xiàn)狀
        1.2.1 金屬氧化物基脫硫劑的研究
        1.2.2 負(fù)載型復(fù)合脫硫劑
    1.3 脫硫劑的再生
        1.3.1 再生氣氛
        1.3.2 再生空速
        1.3.3 再生溫度
    1.4 固定床床層動(dòng)態(tài)研究
        1.4.1 固定床吸附動(dòng)態(tài)行為研究
        1.4.2 固定床氣-固相非催化反應(yīng)床層動(dòng)態(tài)行為
        1.4.3 固定床床層動(dòng)態(tài)行為研究進(jìn)展
    1.5 課題的選擇以及研究?jī)?nèi)容
        1.5.1 研究意義
        1.5.2 研究?jī)?nèi)容
第二章 實(shí)驗(yàn)部分
    2.1 實(shí)驗(yàn)試劑與儀器
        2.1.1 實(shí)驗(yàn)材料
        2.1.2 實(shí)驗(yàn)儀器
    2.2 氧化鈰脫硫劑的制備及硫化過(guò)程
        2.2.1 氧化鈰脫硫劑的制備
        2.2.2 氧化鈰脫硫劑的硫化
    2.3 脫硫劑再生評(píng)價(jià)裝置
    2.4 脫硫劑的分析及表征方法
        2.4.1 脫硫劑中全硫的測(cè)量
        2.4.2 脫硫劑物相表征（XRD）
    2.5 氣體分析方法
2氣體濃度的測(cè)量'>        2.5.1 O₂氣體濃度的測(cè)量
2氣體濃度的測(cè)量'>        2.5.2 SO₂氣體濃度的測(cè)量
2氣氛下氧化鈰高溫煤氣脫硫劑再生床層動(dòng)態(tài)行為'>第三章 含O₂氣氛下氧化鈰高溫煤氣脫硫劑再生床層動(dòng)態(tài)行為
    3.1 引言
    3.2 實(shí)驗(yàn)條件的選擇
        3.2.1 消除外擴(kuò)散
        3.2.2 再生實(shí)驗(yàn)條件
    3.3 再生實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論
2濃度對(duì)再生床層動(dòng)態(tài)行為的影響'>        3.3.1 不同進(jìn)口O₂濃度對(duì)再生床層動(dòng)態(tài)行為的影響
        3.3.2 不同再生溫度對(duì)再生床層動(dòng)態(tài)行為的影響
        3.3.3 氧化鈰脫硫劑再生床層等溫吸附動(dòng)力學(xué)
    3.4 小結(jié)
2氣氛下氧化鈰高溫煤氣脫硫劑再生床層動(dòng)態(tài)行為'>第四章 含SO₂氣氛下氧化鈰高溫煤氣脫硫劑再生床層動(dòng)態(tài)行為
    4.1 引言
    4.2 實(shí)驗(yàn)條件的選擇
        4.2.1 消除外擴(kuò)散
        4.2.2 再生實(shí)驗(yàn)條件
    4.3 再生實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論
2濃度對(duì)固定床再生床層動(dòng)態(tài)行為的影響'>        4.3.1 不同進(jìn)口SO₂濃度對(duì)固定床再生床層動(dòng)態(tài)行為的影響
        4.3.2 不同再生溫度對(duì)固定床再生床層動(dòng)態(tài)行為的影響
        4.3.3 氧化鈰脫硫劑再生床層等溫吸附動(dòng)力學(xué)
    4.4 小結(jié)
2-SO₂氣氛下氧化鈰高溫煤氣脫硫劑再生床層動(dòng)態(tài)行為'>第五章 含O₂-SO₂氣氛下氧化鈰高溫煤氣脫硫劑再生床層動(dòng)態(tài)行為
    5.1 引言
    5.2 再生實(shí)驗(yàn)條件
    5.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論
2/SO₂濃度比例對(duì)再生床層動(dòng)態(tài)行為的影響'>        5.3.1 不同進(jìn)口O₂/SO₂濃度比例對(duì)再生床層動(dòng)態(tài)行為的影響
2/SO₂混合氣氛下再生床層動(dòng)態(tài)行為的影響'>        5.3.2 不同溫度對(duì)O₂/SO₂混合氣氛下再生床層動(dòng)態(tài)行為的影響
    5.4 小結(jié)
第六章 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 論文創(chuàng)新點(diǎn)
    6.3 今后的工作設(shè)想
參考文獻(xiàn)
致謝
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