活性炭去除焦油和顆粒，由于活性炭具有較大的比表面積和各種孔隙度，因此被廣泛用作焦油裂化和吸附的催化劑載體。在一項研究中cu負載的活性炭在270°c達到幾乎99%的甲苯轉(zhuǎn)化率。有關(guān)干氣凈化技術(shù)的許多研究已經(jīng)得到結(jié)果。然而，即使在實驗室規(guī)模測試中，使用來自生物質(zhì)氣化的真實氣體的催化劑及其使用壽命的研究還是不夠的。
然這項研究先前已經(jīng)報道了去除焦油和脫硫用活性炭材料，有必要開發(fā)一種氣體清洗過程集成在btl過程中的每個步驟：除去焦油和顆粒的物質(zhì)和脫硫。為了提高總處理生物質(zhì)液化的能量效率的同時除去這些雜質(zhì)還沒有得到充分報道。如果實現(xiàn)去除這些雜質(zhì)的一體化工藝，可以有助于降低工廠設(shè)施，并降低投資成本。而且，關(guān)于大規(guī)模使用生物質(zhì)氣化爐的熱氣凈化方面的研究還不夠，甚至還沒有足夠的研究。因此，在本研究中，有效的硫化合物吸附劑研究實驗室規(guī)模使用鐵負載活性炭。在臺架規(guī)模上，使用有效的fe負載的活性炭來去除來自生物質(zhì)氣化的產(chǎn)物氣體中的焦油，顆粒和硫化合物?；谒媒Y(jié)果，討論了使用fe負載的碳同時施加熱氣凈化過程到總生物質(zhì)液化過程的可能性。
作為硫化合物的吸附劑，使用活性炭和兩種fe負載活性炭。用浸漬法將fe負載在活性炭上。這些樣品的浸漬的fe含量分別是9wt%和17wt%。未改性的市售活性炭由fe0表示，fe含量分別為9重量%和17重量%的兩種fe負載活性炭樣品分別由fe9和fe17表示。向活性炭中添加fe使bet表面積降低約6%，并且fe9的質(zhì)構(gòu)參數(shù)與fe17的相似。所有的活性炭不僅有微孔，而且還有直徑達40nm的中孔，并且fe的加入對孔隙分布沒有影響。
添加鐵對活性炭的影響
在h2s和cos存在的條件下，研究了fe在活性炭中的加入對脫硫行為的影響，圖1顯示了fe0，fe9和fe17在350℃下的穿透曲線。采用合成氣，cos和h2s的混合氣體作為進料氣體。合成氣體積流量(n2中200ppmv)和h2s(n2中200ppmv)的比例為8：1：1因此，cos和h2s濃度為20ppmv的進料氣體被提供給吸附劑層。隨著鐵含量的增加，突破時間從48小時增加到136小時。顯然，向活性炭中添加fe有助于同時去除h2s和cos。
圖1. 350°c時的突破曲線(原料氣體：co：41.0體積%，h 2：28.1體積%，ch 4：4.2體積%，co 2：0.4體積%，c 2 h 4：0.1體積%，n 2：26.3體積%，h 2 s：20ppmv，cos：20ppmv)，sv(350℃)= 1592h -1。fe含量為9wt%和17wt%的兩種fe負載活性炭樣品由fe9和fe17表示。
硫化合物的去除和水煤氣變換反應(yīng)
圖2顯示了作為時間函數(shù)的氣化器(燃燒區(qū)，還原區(qū)和氣化器出口)和活化的過濾器a和b的溫度變化。在富氧空氣/co2氣化操作(10：23-17：41)期間，燃燒區(qū)(900-1200℃)的溫度足夠高，而還原區(qū)和氣化器出口的溫度保持穩(wěn)定在大約820和480℃。當(dāng)產(chǎn)品氣體通過兩個活化的過濾器(13：30-17：00)時，過濾器a和b的溫度分別為250-350和10-200℃。盡管沒有示出，活化的過濾器a和b的溫度穩(wěn)定在320-350和60-170℃，其中從每個采樣口收集焦油，顆粒和氣體。
圖2. 氣化爐和活性炭過濾器的溫度隨時間的變化。
焦油和顆粒的去除
分析從sp1，sp2和sp3收集的氣體中焦油和顆粒的濃度。來自sp1的焦油和顆粒的濃度分別為2428和2244mg nm-3。這些結(jié)果與在大氣壓下用空氣氣化得到的產(chǎn)品氣中的焦油(0.1-5g / nm 3)和顆粒(0.1-8g nm -3)下抽式固定床氣化爐。這些結(jié)果表明，在加入純氧和co的2作為氣化劑的空氣只對焦油和顆粒的排放行為稍有影響。通過活性炭過濾器a和b，焦油和顆粒物的濃度分別降低到305和662 mg nm -3，然后分別降低到102和181 mg nm -3。因此，與原料氣(sp1)相比，焦油和顆粒的濃度分別降低了1/24和1/12。
在沒有蒸汽的進料氣流下進行的實驗室測試中，fe含量為0-17%，突破時間從48小時增加到136小時。fe負載活性炭表面促進了cos+h 2 →h 2 s+co反應(yīng)。采用fe負載活性炭同時去除h 2 s和cos，利用蒸汽進料氣流，促進反應(yīng)cos+h 2 o→h 2 s+co 2和水煤氣變換反應(yīng)。蒸汽的突破時間幾乎與沒有蒸汽的突破時間相同。然而，含硫化合物對蒸汽的吸附能力高于沒有蒸汽的吸附能力。
在臺架試驗中，除去含硫化合物，三環(huán)和四環(huán)多環(huán)芳烴以及顆粒，并通過在320-350℃下用fe9填充的過濾器促進水煤氣變換反應(yīng)。h 2 s和cos 的濃度降低到0.1ppmv以下，得到h 2 / co比為1.2 的氣體。隨后在60-170℃通過第二過濾器除去顆粒和單環(huán)和雙環(huán)pah，除了苯的情況下。在通過兩個活性炭過濾器時，焦油和顆粒物的濃度分別從2428降至102 mg nm -3和2244 mg / m 3至181 mg nm -3。
關(guān)鍵詞：活性炭 催化劑 生物質(zhì)氣化爐 吸附劑 活性炭過濾器