高嶺土在煤氣脫硫等氣體淨化中的應用

煤氣脫硫

以煤氣化為基礎的多聯產技術能夠同時提高煤炭利用效率並減少環境汙染物的排放，是潔淨煤技術的重要發展方向之一。高嶺土加工設備是比較多且比較複雜的，我國的很多煤炭資源具有硫含量高的特點，煤炭燃燒釋放有害氣體SO2而引起的環境汙染一直為人們所關注。因此，高溫煤氣脫硫淨化技術是與多聯產係統配套的關鍵技術之一，所以近年來對高溫煤氣脫硫劑的研究十分活躍，重點是複合型和負載型金屬氧化物脫硫劑(Lkenaga等，2004)。

胡世菊等(2008)以遼寧阜新煤矸石熱電廠收集的不同粒度和組分粉煤灰樣品為載體，鐵鈰氧化物混合物為活性組分，高嶺土為黏結劑，製備了鐵鈰高溫煤氣脫硫劑。結果表明，鐵鈰高溫脫硫劑的典型配方是活性組分為鐵和鈰的氧化物，其摩爾比為4:1，脫硫劑樣品中活性組分與粉煤灰載體及黏結劑的質量比為8:2:1。經過機械混合、成型、幹燥和高溫煆燒，製備出柱狀樣品，在120℃條件下幹燥4h，在700℃煆燒8h，製備了鐵鈰複合高溫煤氣脫硫劑。高嶺土的用途十分的廣泛，實驗表明，脫硫劑能長時間保持高於95%的脫硫效率，在入口H2S為4700×10-6時，出口H2S的濃度可以長時間維持在200×10-6左右。其總硫容高於理論計算的硫容。這表明粉煤灰為載體的鐵鈰脫硫劑是性能優良的高溫煤氣脫硫劑。這是由於粉煤灰載體能為脫硫劑提供高的孔容和比表麵積，在硫化過程中能提供高的有效反應表麵和高溫煤氣中硫化氫向脫硫劑的擴散通道，從而改善脫硫劑的硫化性能。並且利用X射線衍射分析了鐵鈰脫硫劑在硫化前後的變化。結果表明，硫化後鐵的氧化物全部轉變為硫化鐵，同時有Fe(1-x)S生成。鈰的氧化物在該實驗條件下並未參與硫化反應，但Fe(1-x)S相的生成可能和鈰與鐵的交互作用有關。同時鈰的加入會提高鐵基脫硫劑在生產過程中單質硫的產率，因此是鐵基高溫脫硫劑的重要組分。脫硫劑在硫化前和在620℃硫化後的SEM形貌照片顯示，兩者形貌沒有明顯區別，表明該成分的脫硫劑具有良好的抗粉化性能，在400〜600℃溫度範圍內具有良好的硫化活性。

劉金權等(2004)利用高嶺土的加工產品超細高嶺土，采用機械混合法、煆燒處理法製備了CaO-超細高嶺土複合固硫劑，用熱分析法研究其固硫性能和特征。結果表明，在不同溫度下，CaO-超細高嶺土複合固硫劑的固硫率明顯高於同樣條件下無添加劑的CaO的固硫率。反應初期(約5min)，CaO-超細高嶺土固硫率比純氧化韓的固硫率變化不大;而反應後期，各溫度下複合固硫劑的固硫率均明顯大於純氧化鈣，並且隨反應溫度的升高，固硫率升勢增快，在1009℃時30min的固硫率較CaO提高達26%以上，CaO-超細高嶺土複合固硫劑有著較好的固硫效果。他們用等效粒子模型對該固硫劑固硫反應的動力學過程進行模擬和計算，得到了固硫反應的動力學參數，推斷CaO固硫反應分為表麵化學反應控製階段和產物層擴散控製階段進行。反應初期，產物層從無到有且很薄，氣體擴散穿過產物層的阻力較小，總反應曆程為化學反應控製階段;隨著反應的進行，產物層厚度逐漸增加，使得擴散成為決定因素，特別是高於iooo℃時反應表現為擴散控製階段。

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