煤炭学报

作者：苏哲林, 李敏麒, 杨超, 王业双, 樊惠玲,

关键词：ZnO脱硫剂, 钴掺杂, 常温脱硫, 再生性能,

煤炭清洁转化与高效利用是国家的战略需求，而煤气精脱硫净化是煤炭高效清洁利用中的关键环节。氧化锌是工业上普遍使用的中温脱硫剂，常用于精脱硫的最后一道工序，其在常低温条件下更有热力学优势，可实现超精脱硫，但受动力学制约，活性很低。同时，无论中温还是常低温氧化锌脱硫剂的再生性能均很不理想。目前工业上鲜有可再生循环使用的氧化锌脱硫剂，因此产生的固废使其面临巨大的环境压力。采用溶胶凝胶法制备了Co掺杂ZnO/SiO2复合脱硫剂，探究了Co掺杂量对ZnO/SiO2复合脱硫剂脱硫以及再生性能的影响。研究结果表明，Co物种是以Co2+的形式掺杂进入ZnO，适量掺杂Co可增大脱硫剂的比表面积，使ZnO表面晶格缺陷增加，进而提高脱硫剂表面碱性，促进H2S的解离，从而促进脱硫性能的提高；当掺杂量为3%时，穿透硫容为143 mg/g，是未掺杂ZnO脱硫剂的1.6倍。从程序升温氧化结果看，Co掺杂可以降低ZnO脱硫剂的再生温度，同时还可降低再生过程金属硫酸盐的生成量。尽管Co掺杂可在一定程度上降低ZnO脱硫剂的再生温度和抑制高温再生过程中生成硫酸盐，但并不能避免硫酸盐的生成。再生形成的硫酸盐会降低脱硫剂表面碱性，也会使脱硫剂的比表面积急剧下降，使得再生后脱硫剂的工作硫容明显降低。获得可循环利用的常温氧化锌脱硫剂仍存在较大的挑战。

来源：2023年第10期

《煤炭学报》期刊编辑部

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