摘要：石油是当今世界主要一次能源之一，其加氢生产汽柴油同时，产生大量含硫气体，对生态环境和人类健康造成极大危害。为了回收石油加工中的含硫气体，克劳斯（Claus）工艺应运而生，并于20世纪60年始推广，成为至今运用最为广泛的硫回收工艺之一。该工艺在催化剂的作用下将含硫气体以单质硫的形式固定下来，但由于Claus反应为可逆反应，受化学平衡的限制，即使采取多级Claus反应转换器，Claus尾气中仍含有较高浓度的SO_2、CS_2等含硫化合物，总硫回收率不超过97％，无法达到现行国家大气污染物排放标准。为了减小Claus尾气对环境的污染，结合克劳斯装置处理该类工艺尾气的技术相继出现。目前主流技术是催化加氢还原-吸收工艺，包括传统的SCOT工艺、RAR工艺和HCR工艺等工艺，即采取镍、钴、钼系和钯、铑、铂系加氢催化剂，将Claus尾气中的S、SO_2、COS和CS_2等还原或水解为H_2S，经MDEA溶液选择吸收，最后在再生塔解吸后循环进入Claus炉中，尾气回收率达99%以上。这些技术虽成熟可靠，但由于设备投资、操作成本和能量消耗巨大，至今推广运用极少，采取率较低。市场上仍然多采取焚烧后排放，形成了严重的大气污染。由此，亟需开发新型高效、低成本的Claus尾气净化技术，以解决Claus尾气中的SO_2污染不足。本论文受活性炭干法脱除固定源烟气中SO_2的启迪，针对Claus尾气高水量的特点，提出活性炭吸附脱除SO_2—原位水洗再生的工艺流程，考察了活性炭类型及粒度、反应温度、水量、填料等对脱硫性能的影响，揭示了活性炭稳态脱硫的场所和填料影响脱硫的理由，认识了洗脱液中的产物分布。得出以下主要结论：（1）活性炭在Claus尾气条件下（20-40oC，21%H_2O）的稳态脱硫率较低，仅有10%左右，洗脱液中的主产物为H_2SO_4。活性炭微孔中生成的H_2SO_4无法被洗出是导致脱硫率较低的主要理由，而SO_2的氧化不是决定因素。（2）强化水与活性炭接触可以显著改善活性炭的稳态脱硫率，包括蒸汽冷凝进水、提升水汽线速度、气液逆流操作等。（3）气液逆流可有效增强传质，提升SO_2溶解能力而提升脱硫率。逆流水量增加时，稳态脱除率越高，洗脱产物中SO_3~(2-)的比例升高。5ml/min流量下，SO_2溶解作用已经超过氧化作用，成为脱硫的主要理由。（4）填料对水分布有关键作用，通过多种填料比较实验，发现石英砂可以显著改善水汽分布，推动SO_2溶于水而被高效脱除。关键词：克劳斯尾气论文活性炭论文二氧化硫论文吸收论文洗脱论文
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摘要4-6
ABSTRACT6-15
第一章 绪论15-27
1.1 Claus 工艺介绍15-16
1.2 Claus 尾气成分及处理工艺16-20
1.2.1 Claus 尾气成分16-17
1.2.2 Claus 尾气处理工艺17-20
1.3 SO_2脱除的探讨近况20
1.4 活性炭脱硫的探讨近况20-25
1.4.1 活性炭脱硫机理22-23
1.4.2 活性炭脱硫性能探讨23-24
1.4.3 活性碳纤维脱硫性能探讨24-25
1.5 选题依据和探讨内容25-27
第二章 活性炭对 CLAUS 尾气中 SO_2吸附洗脱的影响探讨27-39
2.1 引言27
2.2 实验仪器和材料27-29
2.2.1 实验仪器27
2.2.2 实验材料27-28
2.2.3 实验装置及流程28-29
2.3 活性及脱硫率评价策略29-30
2.3.1 脱硫率29
2.3.2 活性评价策略29-30
2.4 实验结果与讨论30-38
2.4.1 空管空白试验30-31
2.4.2 不同活性炭的脱硫性能比较31-33
2.4.3 SO_2氧化性对稳态脱硫率的影响33-34
2.4.4 H_2SO_4洗脱程度对稳态脱硫率的影响34-37
2.4.5 活性炭表面性质对稳态脱硫率的影响37-38
2.5 活性炭床层及洗脱液其它现象38
2.6 小结38-39
第三章 强化水与活性炭接触措施的探讨39-45
3.1 引言39
3.2 实验结果与讨论39-43
3.2.1 水汽分布对 SO_2脱除率的影响39-41
3.2.2 水汽线速度对 SO_2脱除率的影响41
3.2.3 并流与逆流接触状态对 SO_2脱除率的影响41-43
3.3 小结43-45
第四章 不同填料对水吸收 SO_2性能的影响45-51
4.1 引言45
4.2 不同填料的性质浅析45
4.3 实验结果与讨论45-49
4.3.1 石英砂与活性炭共混对 SO_2脱除率的影响45-46
4.3.2 空速对 SO_2脱除率的影响46-48
4.3.3 水量对石英砂脱除 SO_2的影响48
4.3.4 其他填料对 SO_2脱除率的影响48-49
4.4 小结49-51
第五章 SO_2吸收解吸的论述计算51-57
5.1 计算内容及要求51
5.2 计算论述依据51-52
5.3 计算结果及浅析52-55
5.4 小结55-57
第六章 总结与倡议57-59
6.1 总结57
6.2 倡议57-59
参考文献59-65
致谢65-67
探讨成果及发表的学术论文67-68
作者和导师介绍68
产物分布。得出以下主要结论：（1）活性炭在Claus尾气条件下（20-40oC，21%H_2O）的稳态脱硫率较低，仅有10%左右，洗脱液中的主产物为H_2SO_4。活性炭微孔中生成的H_2SO_4无法被洗出是导致脱硫率较低的主要理由，而SO_2的氧化不是决定因素。（2）强化水与活性炭接触可以显著改善活性炭的稳态脱硫率，包括蒸汽冷凝进水、提升水汽线速度、 WWw.808so.com 808论文查重
克劳斯尾气,活性炭,二氧化硫,吸收,洗脱,
更新时间：2024-01-19
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