高炉煤气中羰基硫的脱除技术研究
随着《关于推进实施钢铁行业超低排放的意见》(环大气[2019]35号）的实施，高炉煤气脱硫成为钢铁企业目前急需解决的问题。COS约占高炉煤气中硫化物的60％～80％，是其中最难脱除的组分。在本论文，制备了一系列新型吸收剂，在动态吸收装置上研究了它们对COS的吸收性能。 首先，筛选出了DBN、DBU和TMG三种有机强碱吸收剂，在常压、25℃下，对COS初始浓度为420mg/m3的COS+N2混合物进行脱硫处理，三种吸收剂的硫脱除效率均在95％以上，连续进料240min后，尾气中的硫浓度分别为1.7mg/m3、1.7mg/m3、10.0mg/m3，均小于35mg/m3。结合分子计算和脱硫产物的核磁和红外谱图表明，COS与有强碱DBN、DBU、TMG可以生成两性离子。 其次，针对上述三种有机强碱吸收COS后产生固体产物难处理的问题，把有机强碱(DBN、DBU或TMG)、胺(DIPA、MOR或MDEA)和SUL复配，获得9种三元复配吸收体系。60w％DBN+20w％DIPA+20w％SUL的吸收效果最佳，在常压、35℃下，尾气中的硫浓度为21.2mg/m3，对该吸收剂再生循环使用5次后，吸收效果基本不变。 然后，本文研究了[DBU][Ace]、[DBU][n-Pr]、[DBU][n-Bu]、[DBN][Ace]、[DBN][n-Pr]和[DBN][n-Bu]这六种离子液体对COS的吸收性能，在常压、60℃下，尾气中的硫浓度可以从230mg/m3分别降为38.6mg/m3、22.7mg/m3、13.2mg/m3、37.5mg/m3、8.3mg/m3、3.5mg/m3，对于COS的吸收效果[DBU]＜[DBN]、[Ace]＜[n-Pr]＜[n-Bu]。[DBN][n-Bu]具有良好的再生循环性能。 最后，发泡和腐蚀实验表明，60w％DBN+20w％DIPA+20w％SUL复配吸收剂和[DBN][n-Bu]离子液体的抗发泡性能都达到了泡沫高度h＜5cm，消泡时间t＜10s的行业标准;在120℃下，不锈钢在这两种吸收剂中的腐蚀速率分别为0.00098mm/a和0.00062mm/a，具有较低的腐蚀性。 本文中所制备的复配吸收剂和离子液体吸收剂均对COS展现出了良好的吸收性能，为高炉煤气脱硫新技术的开发建立了实验和理论基础。
高炉煤气;羰基硫脱除;复配吸收剂;离子液体吸收剂;性能表征
北京化工大学
硕士
化学工程
于光认;章敬泉
2021
中文
TQ546.5
2021-09-06（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）