H2S匀圆杂选择性催化氧化工艺及催化剂研究现状

论述了石油流化催化裂化烟气中H2S气体的选择性催化氧化处理工艺和工艺中所使用的各种类型选择性氧化催化剂.目前已发展并投入使用的选择性氧化工艺主要有:Superclaus工艺、Euroclaus工艺、Clinsulf-Do工艺、BSR/Hi-Activity工艺、Selectox工艺和Modop工艺等,各工艺具有不同的特点和应用范围.H2S选择氧化催化剂主要包括以下几种体系:碳体系、SiC载体体系、分子筛体系、氧化物体系和柱撑黏土体系等.其中碳体系和氧化物体系的研究开展的较早较多,关于分子筛体系的研究近期有所减少,SiC是研究人员认为非常有潜力的一个载体体系,其相关体系研究也一直在进行之中,柱撑黏土体系还处于初步研究阶段,离实际应用尚有距离.     

选择性催化氧化H2S的富氮碳催化剂研究进展

近年来,能高效净化H2S并回收硫资源的选择性催化氧化技术(H2S-SCO)受到了广泛关注.开发高性能、高选择性及低成本的催化剂是H2S-SCO技术的研究重点,其中富氮碳基催化剂(RNCC)具有高活性、无金属、易制备、低成本且易再生等优点,被认为是一类极具潜力的H2S-SCO催化剂.本文介绍了金属基催化剂的发展,总结和归纳RNCC的制备方法、催化活性和物化性质,系统地讨论RNCC的构-效关系及影响RNCC性能的关键因素,并总结了RNCC的H2S-SCO反应机理.最后指出RNCC目前存在机遇和挑战,并展望了未来的发展方向.     

SnO2-TiO2负载CuO催化剂的CO氧化催化性能

对２种ｎ－型半导体的复合氧化物负载的氧化铜催化剂的ＣＯ氧化催化性能进行了研究,采用程序升温反应方法,得到ＣＯ转化率随反应温度的变化曲线,ＣＯ最低全转化温度越低,活性越好。考察了载体的不同制备方法如成胶方法、干燥方法,焙烧温度以及不同ＳｎＯ２：ＴｉＯ２摩尔比对ＣＯ２氧化性能的影响。     

Fe/Cu体系湿式催化氧化一步高效脱除H2S新方法研究

提出了Fe/Cu体系室温湿式催化氧化一步高效脱除H2S废气的新方法,阐述了反应机理、实验装置和工艺流程;考察了Fe3+、Cu2+浓度和H2S入口浓度对H2S脱除效率的影响及Fe3+、H+与添加剂NaCl浓度对CuS氧化浸出的影响,分析了Fe3+、Cu2+、H+浓度和废气中O2含量对fe3+、Cu2+再生的影响;并进行了综合实验.结果表明,当废气中O2体积分数为5%时,新方法中含40g·L-1Cu2+及80g·L-1Fe3+的吸收体系即能对体积分数为1000×10-6的H2S废气100%稳定脱硫,体系除消耗O外,过程不消耗任何原料,不产生二次污染,体系无降解问题.     

Cu/Al2O3低温催化氧化H2S研究

高效低成本的催化剂是低温催化氧化脱除硫化氢（H₂S）的研究重点,采用浸渍法研制了Cu/Al₂O₃催化剂,利用N₂物理吸附、XRD（X射线衍射分析）、XPS（光电子能谱）、FT-IR（傅里叶变换红外光谱）等表征手段了解催化剂的表面结构和物相结构,并开展不同温度、相对湿度、Cu负载量条件下的H₂S动态脱附以考察催化剂脱硫性能.结果表明:①催化剂是一种典型的介孔材料,且CuO和Cu₂O高度分散在催化剂表面.②FT-IR结果表明,催化剂在H₂S催化氧化过程中表面Cu_xO和表面结合水中的羟基均参与反应,且有SO₄2-的生成.③XRD、XPS结果表明,脱硫过程中有S单质和CuS的生成.④适宜的温度（50℃）和相对湿度（50%）会显著增强Cu基催化剂的脱硫性能.⑤负载量为3%的Cu基催化剂具有最佳的脱硫性能,穿透硫容量高达220.92 mg/g.研究显示,利用浸渍法可以合成低温催化氧化H₂S的高硫容Cu基催化剂.      

Ru/ZrO2催化剂高温焙烧对NO催化氧化反应性能的影响

采用浸渍法制备了一系列负载Ru催化剂,并将其应用于NO催化氧化反应.同时,对Ru/ZrO2样品在不同温度下进行焙烧处理,并通过X-射线衍射(XRD)、程序升温还原(TPR)和透射电子显微镜(TEM)等技术对不同温度焙烧的Ru/ZrO2进行表征,根据表征结果对导致Ru/ZrO2催化活性下降的原因进行了探讨.结果表明,Ru/ZrO2催化剂具有很好的催化活性,在空速为180000h-1条件下,275℃时即可获得93%的NO转化率.高温焙烧会导致Ru/ZrO2催化活性明显下降.     

催化氧化CS2的催化剂及其性能研究

以ＣＳ２作为含硫废气的处理对象，研究了Ｐｔ－Ｍｏ负载，在改性天然丝光沸石上对ＣＳ２的催化氧化活性，以及添加Ｖ对催化剂活性的影响。研究表明，Ｐｔ－Ｍｏ－Ｖ和改性载体之间存在着共催化作用，在Ｐｔ－Ｍｏ－Ｈ＾＋Ｍ催化剂上由于Ｖ的添加，使催化剂处理ＣＳ２的浓度和ＳＤＹ值明显提高。在反应温度３１０℃，空速５００ｈｒ＾－１和ＣＳ２浓度为３７０ｍｇ／ｍ＾３转化率达到１００％，ＳＯｘ放出率接近９５％－１００％。     

Zn/Fe体系湿法催化氧化高效脱除沼气中H2S的研究

提出了Zn/Fe体系湿法催化氧化脱除沼气中H2S新工艺,阐述了反应机理、实验装置和工艺流程,考察了各单因素操作条件对H2S脱除效率的影响,在此基础上进行的综合条件实验,脱硫效率都维持在99.6%以上,净化后沼气中H2S含量低于国家标准。过程不消耗任何化工原料,不产生二次污染,体系无降解问题。     

铁矿石催化剂催化氧化CO性能的研究

在大气治理各方法中，催化转化法越来越得到人们的重视．本文论述了铁矿石（催化剂）对ＣＯ催化转化的实验研究过程，并制得一种优化催化剂，实验结果表明其具有很好的催化氧化性能：空速２×１０４ｈ－时，１５０℃ＣＯ转化率达９０％，２００℃ＣＯ转化率为９９％以上．     

城市污泥堆肥过程中H2S的释放动态及其控制策略

以城市污泥为对象，研究了不同堆肥原料配比对H2S释放的影响．结果表明，在堆肥过程中，尽管从释放H2S浓度的动态变化来看存在一定的波动，但总体趋势是：降温期〉高温期〉升温期．采用堆肥物料上、下分层的处理，堆肥所需时问较短，堆体腐熟时H2S的总释放量也最少；同时，采用大功率风机进行鼓风，堆体释放H2S浓度的最大值降低．因此，在城市污泥的堆肥中，采用堆肥物料上下分层与大功率风机相结合的措施，既可以减少H2S的释放量，又可以缩短堆肥时间，是一种有潜在应用价值的堆肥技术．     

CeCl3和CeO2对松木屑的催化热解作用研究

以松木屑为研究对象,分别负载CeCl₃和CeO₂两种催化剂,制备松木屑原位催化热解原料,探究不同添加比例的CeCl₃和CeO₂两种催化剂在不同热解温度下对松木屑热解产物的产率和气体组分的影响。结果表明:在CeCl₃和CeO₂两种催化剂的催化作用下均能使热解气和焦炭产率增加、焦油产率减小,且随着两种催化剂添加比例的增加,松木屑热解产物的产率和气体组分均有所变化;在650℃的热解温度下,与无催化剂相比,当CeCl₃添加比为10.0%时焦油产率降低至53.05%,下降了11.70%,当CeCl₃添加比为7.5%时热解气产率达到最大值18.58%,当CeCl₃添加比为10.0%时焦炭产率为26.85%,增加了7.48%,热解气H₂和CO₂组分的百分比含量显著增加;当CeO₂添加比为7.5%时焦油产率达到最小值59.95%,下降了4.80%,当CeO₂添加比为10.0%时热解气产率增加了2.39%,当CeO₂添加比为10.0%时焦炭产率相对较大值为21.66%,增加了2.29%,各热解气组分的百分比含量变化较小;在原位催化热解中,CeCl₃催化剂的催化效果优于CeO₂催化剂。     

纳米TiO_2-Al_2O_3负载CuMnO_x对甲苯的催化燃烧

研究采用改进的溶胶-凝胶法制备了TiO2-Al2O3复合载体,并用浸渍法制备CuMnOX/TiO2-Al2O3催化剂,通过对甲苯废气催化燃烧的实验,分别考察了Cu-Mn负载量、Cu/Mn摩尔比、焙烧温度及载体对催化剂制备过程及催化剂活性的影响。实验结果表明:活性组分负载量25%,铜锰活性组分的配比Cu:Mn=1:2,焙烧温度500℃是浸渍法制备CuMnOX/TiO2-Al2O3催化剂较佳的工艺条件;XRD衍射图谱表明,500℃下铜锰尖晶石的存在是催化剂催化活性优良的主要原因;由复合载体制备的CuMnOX/TiO2-Al2O3催化剂比单一载体制备的CuMnOX/Al2O3催化剂具有更高的甲苯转化率,其T99比单一载体要低20℃以上。     

生物法处理高浓度H2S废气的现场试验

生物法处理废气的现场中试研究可为工业放大装置的设计和运行提供依据.采用规模为18 m³/h的中试装置现场处理某制药厂污水站含H₂S浓度238.2～891.5 mg/m³的废气,研究对比了生物滤床(BF)和生物滴滤床(BTF)2种工艺对废气中H₂S的去除效果和运行情况.试验表明,当气体空床停留时间(EBRT)为28 s时,在上述浓度范围内,BF和BTF均可几乎完全去除废气中的H2S,且运行稳定;BF的去除率随进口浓度的增加而减小,当EBRT为15 s,进口浓度从243.6 mg/m³增加到584.1 mg/m3时,去除率从95.2%下降到86.3%;BTF的去除率受进口浓度变化的影响较小,当EBRT为9 s时,在试验的浓度范围内,去除率达95%以上;BF和BTF的最大去除负荷分别为138 g/(m³.h)和205 g/(m³·h).床内生物膜中的菌落分析表明,BTF和BF填料表面的微生物都以细菌为主,但前者微生物生长密度高于后者.因此,综合考虑去除性能和运行控制等因素,工业放大装置宜采用BTF工艺.     

Fe-MnOx-CeO2/ZrO2低温催化还原NO性能研究

以纳米ZrO2为载体,用浸渍法制备出Fe-MnOx-CeO2/ZrO2催化剂,考察了活性组分配比和助剂负载量对催化剂低温NH3选择性催化还原NO活性的影响,并对催化剂进行了XRD、SEM、EDS和BET表征;探讨了温度、H2O和SO2对Fe-MnOx-CeO2/ZrO2催化剂低温下NH3选择性催化还原NO的影响,结果表明,无SO2和H2O条件下,8%Fe-10%MnOx-CeO2/ZrO2催化剂具有良好的催化活性和稳定性.120℃时,催化剂的脱硝效率为85.23%,当温度升至180℃时,脱硝效率可达到92.0%.SO2和H2O共存条件下,催化剂易失活,采用傅立叶变换红外光谱对各反应阶段的催化剂进行了表征,对其失活机制进行深入研究,结果表明,催化剂失活的主要原因是催化剂表面硫酸铵盐的沉积和催化剂本身活性成分的硫酸盐化.     

H2S信号在拟南芥响应SO2胁迫过程中的作用

以拟南芥为实验材料,研究植物对H₂S和SO₂处理的转录响应及其关系,并利用外源喷施H₂S及其清除剂的方法,检测SO₂熏气后植株体内H₂S的产生及其生理效应,探讨气体信号分子H₂S在植物响应SO₂胁迫过程中的作用.高通量测序结果发现,H₂S和SO₂处理诱导拟南芥植株多个基因转录水平改变,并有1220个基因在两种处理条件下均差异表达,其中包括多个硫代谢和谷胱甘肽代谢相关基因,表明H₂S和SO₂在调控硫代谢途径中具有交互作用.SO₂熏气诱导拟南芥植株体内H₂S合成酶基因LCD和DES1转录水平提高,胞内H₂S含量增多.同时,超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活性升高,含硫抗氧化物谷胱甘肽(GSH)含量及其相关酶谷胱甘肽硫转移酶(GST)和谷胱甘肽过氧化物酶(GPX)活性提高,活性氧H₂O₂含量增加,膜脂过氧化产物丙二醛(MDA)含量与对照相比无显著差异.外源喷施H₂S可进一步提高SO₂熏气下拟南芥植株GSH含量及其相关防御酶的活性,H₂O₂含量降低.但喷施亚牛磺酸(HT)清除H₂S后,SO₂熏气拟南芥植株GSH含量、抗氧化酶SOD、CAT和GST活性降低,MDA含量大幅增加.结果表明,SO₂熏气诱导产生的H₂S可作为信号分子,提高机体抗氧化防御能力,增强植物对SO₂胁迫的抗性.     

液相催化氧化法净化H2S实验研究

采用液相催化氧化法净化H2 S尾气。研究了铁离子浓度、氧含量和表面活性剂等因素在H2 S的净化中对吸收液净化效率和硫容量的影响。实验结果表明 ,用铁离子作催化剂 ,添加表面活性剂后 ,对低氧含量的尾气 ,吸收液具有较高的净化效率和较大的硫容量 ;当吸收液的硫容量达到饱和时 ,可通入空气进行再生循环使用。这一方法对H2 S尾气的污染治理及硫的回收利用具有重要的现实意义。     

高含固污泥厌氧消化中Fe/S及pH对原位抑硫效率影响及其交互作用

以城市污水处理厂高含固污泥为对象,分别进行了连续厌氧消化抑硫试验和消化污泥Fe(Ⅲ)投加抑硫试验,探讨不同Fe/S(摩尔比)对污泥厌氧消化中溶解态硫化物去除效率的影响以及Fe(Ⅲ)与pH的交互作用.结果表明,热水解污泥厌氧消化采用原位抑硫技术,在Fe/S(摩尔比)为7.75时沼气中H_2S含量可由170.4×10~(-6)降至14.09×10~(-6),无需进行后续处理;当pH为7.00~7.50、Fe/S为1~11时,pH为原位抑硫主要显著影响因子,提高消化池pH有利于降低Fe(Ⅲ)投加量;高含固污泥厌氧消化沼气满足H_2S利用标准时,所需最低Fe/S为7.0;当消化池pH低于7.30时,将无法通过调节Fe/S实现H_2S浓度达标排放.     

粉煤灰非均相催化H2O2氧化S2-的研究

研究了利用电厂粉煤灰作为过氧化氢催化氧化S^2-的非均相催化剂，试验了各种因素对S^2-去除率的影响。结果表明粉煤灰具有良好的催化活性；常温下，当硫化钠和过氧化氢的起始浓度分别为0．26和0．23mol/L时，粉煤灰的用量仅为4％（质量分数，％）就可使S^2-的去除率提高40％左右；与新灰相比，旧灰的活性下降了约20％。