Il gas d'altoforno (BFG) è un importante sottoprodotto energetico dell'industria siderurgica ed è stato ampiamente utilizzato per il riscaldamento e la produzione di elettricità. Tuttavia, i contaminanti indesiderati, come COS, CS2 e H2 S, in BFG generano emissioni ambientali nocive.
A causa dei rigorosi standard di emissioni ultra-basse, la desolforazione del BFG è urgente per le acciaierie integrate. Rispetto ad altri materiali di desolforazione, gli adsorbenti a base di zeolite rappresentano un'opzione praticabile con costi bassi e lunga durata. Tuttavia, la capacità di zolfo della zeolite è relativamente bassa e deve essere migliorata.
L'impregnazione degli ossidi dei metalli di transizione sulla zeolite è una strategia comune per preparare H2 S adsorbente. Tuttavia, questo metodo solitamente provoca l'agglomerazione di particelle metalliche durante la calcinazione, formando particelle metalliche relativamente grandi. Le grandi particelle metalliche possono aumentare la resistenza alla diffusione del gas nell'adsorbente e inibire le prestazioni di desolforazione. Pertanto, ridurre al minimo le particelle metalliche sulla zeolite con un carico elevato è la chiave per la preparazione di un adsorbente con elevata capacità di zolfo.
A tal fine, un team di ricercatori dell’Istituto di ingegneria di processo dell’Accademia cinese delle scienze ha proposto una strategia di induzione dell’ammoniaca. Nel processo di caricamento dell'ossido di rame sulla zeolite 13X mediante il metodo di impregnazione, è stata introdotta l'ammoniaca e si è formato prima un complesso a base di Cu, poi adsorbito sulla zeolite, che è stato convertito in CuO nel successivo processo di calcinazione.
"L'introduzione di ammoniaca inibisce efficacemente l'agglomerazione e aumenta la disperdibilità delle particelle di CuO durante la calcinazione, previene l'ostruzione dei pori della zeolite, migliora la diffusione di H2 S durante la desolforazione, e quindi aumenta il tasso di assorbimento e la capacità di zolfo di H2 S adsorbente", ha affermato Erping Cao, autore principale dello studio pubblicato su Green Energy and Environment .
"L'H2 S capacità di assorbimento di NH3 -L'adsorbente CuO/13X preparato mediante induzione con ammoniaca è più del doppio di quello dell'adsorbente CuO/13X."
In particolare, risultati simili sono stati ottenuti quando la strategia di induzione dell'ammoniaca è stata applicata ad altri tipi di adsorbenti a base di zeolite.
"Sulla base della strategia di induzione dell'ammoniaca, abbiamo fornito un approccio generale per la preparazione di adsorbenti di ossido di metallo di transizione/zeolite con elevata capacità di zolfo", ha affermato l'autore corrispondente Yanbin Cui.
Ulteriori informazioni: Erping Cao et al, CuO/13X indotto dall'ammoniaca per la rimozione di H2S dal gas simulato di altoforno a bassa temperatura, Energia verde e ambiente (2024). DOI:10.1016/j.gee.2024.02.002
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