褐煤改性热解焦催化剂对烟气脱硫性能影响的研究

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1、分类号：TQ530.2密级：硕士学位论文褐煤改性热解焦催化剂对烟气脱硫性能影响的研究StudyontheEffectofModifiedPyrolysisCharofLignitetoDesulfurizationPerformanceofFlueGas申请人姓名：张念指导教师：赵晓光张蕾专业名称：环境科学研究方向：炭基催化剂的开发与应用西安科技大学二○一五年六月学位论文独创性说明本人郑重声明：所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及其取得的研究成果。尽我所知，除了文中加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人或

2、集体已经公开发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得西安科技大学或其他教育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名：日期：学位论文知识产权声明书本人完全了解学校有关保护知识产权的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属于西安科技大学。学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版。本人允许论文被查阅和借阅。学校可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学

3、位论文。同时本人保证，毕业后结合学位论文研究课题再撰写的文章一律注明作者单位为西安科技大学。保密论文待解密后适用本声明。学位论文作者签名：指导教师签名：年月日论文题目：褐煤改性热解焦催化剂对烟气脱硫性能影响的研究专业：环境科学硕士生：张念（签名）指导教师：赵晓光（签名）张蕾（签名）摘要煤炭燃烧是我国二氧化硫污染的主要来源，面对资源与环境的紧迫现状，寻找新型技术来解决燃烧煤炭时的烟气脱硫问题尤为重要。热解焦作为煤热解的产物，因其既可满足环境需求，又能充分使用资源而受到广泛关注。本文选用鄂尔多斯褐煤热解焦为原料，通过对其进行氧化

4、改性、水蒸气活化，并浸渍负载金属氧化物，以高温煅烧制得的改性热解焦负载型催化剂为模型，探讨了改性热解焦对烟气脱硫反应的催化作用及脱硫机理，并分析了不同的改性技术及工艺条件对改性热解焦脱硫性能的影响成因及规律。本文采用等体积浸渍法，选取不同族系的14种金属氧化物作为活性组分，以褐煤热解焦作为载体制备负载型催化剂，在固定床反应器上研究不同活性组分对其脱硫效果的影响，并用扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射仪（XRD）研究了催化剂的形貌、孔结构及脱硫规律，结果表明其中同一族系的金属氧化物对脱硫性能表现出的相似性与它们的外层电子结构

5、有关，而过渡金属氧化物对脱硫性能的影响与金属氧化物的半导体类型有关，第Ⅷ族Fe、Co、Ni的氧化物催化剂对脱硫性能表现出的差异性与它们的d特性百分数（%）有关，在一定的d%范围内（39%-40%），催化剂的催化活性较高。其次，制备褐煤热解焦催化剂并对其进行硝酸改性及水蒸气活化处理，通过脱硫实验筛选出脱硫效果不同的催化剂作为载体，分析不同的工艺条件对催化剂脱硫效果的影响，通过正交分析，影响因素的强弱顺序为：改性溶液的种类>焙烧时间>改性溶液浓度>固液比>焙烧温度，改性溶液的种类是对脱硫率影响最大的因素。硝酸改性的效果最好，脱硫

6、率维持100%的时间最长，且酸浓度越大其吸收二氧化硫的能力越强；硝酸改性后的热解焦经水蒸气活化后，脱硫性能得到提升，改性-活化热解焦脱硫效果受3个因素影响的顺序为：活化温度>活化剂流量>活化时间，活化后的热解焦微孔比表面积增加，制得的催化剂脱硫性能随之升高。其中，800℃、0.264L/h、1.5h活化条件下的改性热解焦的比表面积、表面活性位含量相应增加，脱硫效果最好；最终通过实验将筛选的活性组分与载体结合，制备负载型催化剂并进行脱硫效果的测试。经过试验结果的对比，在几组类型催化剂中，硝酸改性-活性负载型催化剂的脱硫效果最好

7、，穿透时间为3min左右，且至脱硫效率为70%时持续6min，对褐煤热解焦进行硝酸改性和水蒸气活化处理后再负载金属所制备的负载型催化剂是制备脱硫催化剂的最优条件。通过与其他脱硫工艺的比较分析后，将热解焦载体改性并与活性组分结合，在载体与负载金属均性能优良的基础上制备出高效的新型脱硫催化剂，经过分析认为其对脱除烟气中SO2技术有较好的实际应用前景，是一种环保高效的脱硫方法。关键词：褐煤改性热解焦，活性组分，负载型催化剂，烟气脱硫研究类型：应用研究Subject：StudyontheEffectofModifiedPyrolys

8、isCharofLignitetoDesulfurizationPerformanceofFlueGasSpecialty：EnvironmentalScienceName：ZhangNian（Signature）Instructor：ZhaoXiao-guang（Signature）Zh