Wetenschap
Ammoniak-inductiestrategie voor de bereiding van overgangsmetaaloxiden / zeoliet H₂S-adsorbens
Hoogovengas (BFG) is een belangrijk bijproduct van energie voor de ijzer- en staalindustrie en wordt op grote schaal gebruikt voor verwarming en elektriciteitsopwekking. Wel zijn er ongewenste verontreinigingen, zoals COS, CS2 , en H2 S, in BFG veroorzaken schadelijke milieu-emissies.
Vanwege de strenge ultra-lage emissienormen is de ontzwaveling van BFG urgent voor geïntegreerde staalfabrieken. Vergeleken met andere ontzwavelingsmaterialen vormen adsorbentia op basis van zeoliet een haalbare optie met lage kosten en een lange levensduur. De zwavelcapaciteit van zeoliet is echter relatief laag en moet worden verbeterd.
Impregnatie van overgangsmetaaloxiden op zeoliet is een gebruikelijke strategie om H2 te bereiden S-adsorbens. Deze methode resulteert echter gewoonlijk in de agglomeratie van metaaldeeltjes tijdens het calcineren, waardoor relatief grote metaaldeeltjes worden gevormd. Het grote metaaldeeltje kan de gasdiffusieweerstand in het adsorbens verhogen en de ontzwavelingsprestaties remmen. Daarom is het minimaliseren van de metaaldeeltjes op zeoliet met een hoge belasting de sleutel tot de bereiding van een adsorbens met een hoog zwavelvermogen.
Daartoe heeft een team van onderzoekers van het Institute of Process Engineering, Chinese Academie van Wetenschappen, een strategie voor ammoniakinductie voorgesteld. Tijdens het proces van het laden van koperoxide op 13X zeoliet door de impregnatiemethode, werd ammoniak geïntroduceerd en werd eerst een op Cu gebaseerd complex gevormd dat vervolgens werd geadsorbeerd op zeoliet, dat werd omgezet in CuO in het daaropvolgende calcinatieproces.
"De introductie van ammoniak remt effectief de agglomeratie en verhoogt de dispergeerbaarheid van CuO-deeltjes tijdens het calcineren, voorkomt verstopping van de zeolietporiën, verbetert de diffusie van H2 S tijdens de ontzwaveling, en verhoogt zo de adsorptiesnelheid en de zwavelcapaciteit van H2 S-adsorbens", zegt Erping Cao, hoofdauteur van de studie gepubliceerd in Green Energy and Environment .
"De H2 S-adsorptiecapaciteit van NH3 -CuO/13X adsorbens bereid door ammoniakinductie is meer dan tweemaal zo groot als CuO/13X adsorbens."
Vergelijkbare resultaten werden met name verkregen toen de ammoniak-inductiestrategie werd toegepast op het andere soort op zeoliet gebaseerde adsorbentia.
"Gebaseerd op de ammoniakinductiestrategie hebben we een algemene aanpak geboden voor de bereiding van overgangsmetaaloxide/zeoliet-adsorbentia met een hoog zwavelvermogen", aldus de overeenkomstige auteur Yanbin Cui.