二氧化铈型高温煤气脱硫剂的性能测试

二氧化铈型高温煤气脱硫剂的性能测试 ================= 发表时间：2019-11-18 16:15作者：九朋新材料 氧化铈型高温煤气脱硫剂的研究进展 摘要：较详尽地叙述了被誉为第二代高温煤气脱硫剂的氧化铈及氧化铈基脱硫剂的研究进展和研究动态。针对目前高温煤气脱硫剂存在的问题，分析了氧化铈及氧化铈基脱硫剂的优点和缺点。指出采用适宜的制备工艺，加入适当的金属氧化物添加荆以大大提高氧化铈的还原性，扩宽脱硫剂的可操作温度范围将是氧化铈基脱硫剂的未来研究开发方向。 关键词：氧化铈；高温煤气脱硫；脱硫剂 煤炭是我国最主要的能源资源，在国内化石能源探明储量中煤炭占92．7％。而煤转化为电能是煤炭利用的主要手段，但目前世界范围内燃煤发电普遍存在高消耗和环境污染等问题，传统的火力发电效率只有30％～40％，而利用整体煤气化联合循环发电(IGCC，integrated gasification combined cycle)技术可将整体热效率提高到45％以上。因此，IGCC技 术以其环境友好性、经济性和高效性的特点，在世界范围内引起了重视。 高温煤气脱硫是IGCC系统中的关键技术之一。国内外已有大量文献报道了这一领域的研究， 作为高温煤气脱硫剂的金属氧化物有氧化锌、氧化铁、氧化铜、氧化锰、氧化钙、氧化锡和 氧化铈等以及复合金属氧化物如铁酸锌、钛酸锌、铜铬、铜锰、铈铜氧化物等。目前高温脱硫剂普遍存在循环稳定性差，再生困难，气氛效应严重等问题。 近年来，氧化铈作为一种可再生高温煤气脱硫剂，其再生过程中硫化产物Ce202S与S02可直接生成单质硫(且产物只有单质硫)，再生反应放热小，没有铈的挥发损失，也没有铈的硫酸盐生成，并在实验中经历25次硫化一再生循环后，仍能保持良好的脱硫活性和机械强度。因此，氧化铈作为高温煤气脱硫剂得到了重新评价，并被誉为第二代高温煤气脱硫剂。 我国是稀土资源大国，稀土储量和产量均列世界第1位，且稀土中铈的含量最大。而我国同时又是硫磺进口大国。因此，研制开发氧化铈高温煤气脱硫剂有十分有利的条件和广阔的市场前景。 氧化铈高温煤气脱硫剂的研究高温煤气脱硫主要是借助可再生的单一或复合金属氧化物与硫化氢或其他硫化物的反应完成。从再生生成单质硫的角度分析，与H2S反应越强烈的金属氧化物(如ZnO)，再生过程中越难生成单质硫；而与H2S反应性稍差些的金属氧化物(如ce02、Sn02和Fe203)，再生时却能产生单质硫。 2 结语 目前高温煤气脱硫剂存在的主要问题是循环稳定性差，再生困难，气氛效应严重。用作高温煤气脱硫剂的金属氧化物各有优缺点，其中氧化铈因再生可直接生成单质硫，且循环稳定性较好而受到研究者的关注。而如何提高氧化铈脱硫剂脱除H2s的能力成为了研究热点。如上所述，因还原态的氧化铈对硫化反应非常有利，研究者通过向氧化铈中添加氧化铜、氧化镧、赤泥等以改善CeO2的还原性，提高脱硫剂的硫化平衡常数。另外，据文献报道，活 性氧化铈可采用不同的工艺制得，制备工艺的不同对氧化铈与SO，的硫化反应活性有明显影响。同样，制备工艺对氧化铈与H2S的反应活性也会有很大的影响。因此选择适合的金属氧化物添加剂，采用适宜的制备工艺改性氧化铈，从而大大提高Ce(Ⅳ)还原为Ce3+的能力，增大脱硫剂的硫化平衡常数，扩宽应用温度范围，是未来氧化铈基脱硫剂的发展方向。