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    活性炭去除氢硫化物

    来源:韩研活性炭网 作者:韩研活性炭网 2017-08-04

      用活性炭去除氢硫化物的研究,KOH / CaO浸渍活性炭在相对湿度的(RH)的影响,二氧化碳(CO 2),甲烷(CH 4),氧气(O 2上2H)存在和气体时空速吸附动力的研究调查。熔融碳酸盐燃料电池(MCFC)是高温能量转换系统,适用于热电联产(CHP)生产。在MCFCs中使用可再生能源,如生物质或废物衍生燃料对于减少化石燃料的依赖性,加强能源安全和支持环境可持续性至关重要。沼气是一种可再生生物燃料,可能是垃圾填埋场或厌氧消化气体。其组成在很大程度上取决于原料,但主要由甲烷(CH 4)(45-75%)和二氧化碳(CO 2)(25-50%)组成,较少量(ppm)的污染物(硫化氢H 2 S),有机硫,氨,卤代烃和硅氧烷)。这些污染物,特别是H 2 S,降低燃料电池电极中催化剂的活性,也可能导致金属外围设备的腐蚀。因此, 沼气中的 H 2 S必须降低到MCFC容限极限(<1 ppm)。

    活性炭实验装置

      H 2 S去除的常用方法涉及过滤床上的生物脱硫,NaOH /水洗涤,胺系吸收,吸附和催化氧化。在这些方法中,由于材料成本较低且工艺效率更高,因此优选活性炭上的H 2 S吸附/氧化?;钚蕴勘砻嫘灾?,即孔体积,表面积和化学性质决定了总吸附性能。为了提高比吸附和催化性能,研究了苛性碱(NaOH,KOH)浸渍和碳酸钠和碳酸钾。已知温度,气体速度,H 2 S浓度和气流湿度是H 2 S吸附过程中的重要参数。已知温度,气体速度,H 2 S浓度和气流湿度是H 2 S吸附过程中的重要参数。已知温度,气体速度,H 2 S浓度和气流湿度是H 2 S吸附过程中的重要参数。

      在本研究中,研究了相对湿度,CO 2,CH 4,O 2浓度和气时空速(GHSV)对KOH和CaO浸渍的活性炭对H 2 S去除的影响?;钚蕴垦返腦射线衍射(XRD),扫描电子显微镜与能量色散X射线检测器(SEM-EDX),热重分析(TGA),红外光谱(FTIR)和氮吸附分析脱硫试验前后。

      活性炭实验装置

      用于吸附实验的活性炭是韩研出品的木质的KOH / CaO浸渍的活性炭颗粒。该材料是由韩研活性炭专门开发的通过吸附进行沼气脱硫。其粒径,BET表面积和微孔体积分别为4mm,878.1m 2 / g和0.4cm 3 / g。样品的体积密度为460kg / m 3。图1所示的实验装置用于吸附实验。测试反应系统由供气系统(气体循环器和质量流量控制器),反应器,不锈钢冲击器,恒湿器和气体分析系统组成。所有的行,以及从反应器到气相色谱仪的线路。通过置于反应器中的热电偶测量温度?;钚蕴靠帕L畛湓诖怪惫潭ù补苁椒从ζ?,它被放置在管式炉。管式反应器的外径和内径分别为9.53mm(3/8“)和6mm(?1/4”)。

    活性炭去除氢硫化物数据表

      活性炭的H 2 S吸附实验

      在研究的第一部分中,通过使用2cm 3(0.92g )的三个不同相对湿度(RH)(0%,35%,70%)在环境条件(T = 25℃ )的活性炭,GHSV为15000h -1。实验矩阵如表1所示。在实验中硫化氢的量保持恒定在50ppm。在第二部分,为了研究气体速度对吸附容量的影响,在90%RH的环境条件(T = 25℃)下,通过使用4cm 3(1.84g)的活性炭进行吸附实验,用的5000?两个不同GHSVs -1和15000个? -1在CH 4 / CO 2 / O 2的气氛。在实验中,进料中的硫化氢量保持恒定在400ppm。表2显示了这些实验的实验矩阵。为了满足MCFC要求,在1 ppm出口H 2 S浓度下停止动态测试。通过等式(i)计算1ppm处的H 2 S硫去除能力:表2显示了这些实验的实验矩阵。为了满足MCFC要求,在1 ppm出口H 2 S浓度下停止动态测试。通过等式(i)计算1ppm处的H 2 S硫去除能力:表2显示了这些实验的实验矩阵。为了满足MCFC要求,在1 ppm出口H 2 S浓度下停止动态测试。通过等式(i)计算1ppm处的H 2 S硫去除能力:其中S cap(mg / mg)是硫容量,单位硫(mg)/ g吸附剂(mg); S 浓度(ppm)是气体混合物中的总硫浓度; Q(L / min)是送往反应器的总气体流量; t(min)id突破时间; 32000 mg / mol是硫的摩尔重量; 22.4(L / mol)是理想的气体摩尔体积,m sorb(mg)是被测活性炭的质量; 10 6是从ppm到摩尔浓度的转换因子。

      经过一系列测试后得到结果,该研究集中在KOH / CaO浸渍的活性炭在沼气气氛下去除H 2 S 的吸附动力学。在环境温度下研究了相对湿度,CO 2,CH 4和O 2存在及GHSV的影响。水,氧和较低GHSV的存在对活性炭性能有有益的影响。CO 2由于其酸性特性而降低了吸附能力。在CH 4(60%)/ CO 2(38%)/ O 2(2%)气体气氛中,在环境温度RH 90和5000h下,在KOH / CaO掺杂的活性炭中获得13%的最佳吸附能力-1 GHSV。

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