钙基固硫剂的制备及其固硫效果
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钙基固硫过程中发生的总反应概述说明以及解释1. 引言1.1 概述钙基固硫过程是一种常用的除硫方法,通过使用含有钙基物质的材料来捕捉和转化燃煤废气中的二氧化硫,以减少对环境的负面影响。
该过程涉及多个反应步骤,其中包括氧化、吸收、释放和固定等过程。
本文旨在对钙基固硫过程中发生的总反应进行全面概述和说明。
1.2 文章结构本文共分为四个部分进行讨论。
首先,在引言部分提供了概述信息,并介绍了文章的结构安排。
接下来,在第二部分中详细阐述了钙基固硫过程总反应的概述说明,包括该过程的简介、反应条件和机理以及反应产物和影响因素等内容。
然后,在第三部分中对钙基固硫过程总反应进行解释,涵盖了化学反应机理解析、物理性质变化分析以及工业应用与前景展望等方面的内容。
最后,在结论部分总结了本文所讨论的钙基固硫过程总反应要点,并提出了未来研究方向的建议和展望。
1.3 目的本文的目的是全面介绍和解释钙基固硫过程中发生的总反应。
通过对该过程的概述说明和分析解释,旨在增加读者对钙基固硫技术及其应用的了解,并为未来研究提供指导和展望。
2. 钙基固硫过程总反应的概述说明2.1 钙基固硫过程简介钙基固硫是一种常用的脱硫方法,广泛应用于燃煤电厂和工业锅炉等领域。
这种方法通过引入一定量的钙化合物(如石灰石或生石灰)来捕集燃料中产生的二氧化硫(SO2),从而减少对大气环境的污染。
在钙基固硫过程中,钙化合物与SO2反应生成具有较高稳定性的硫酸钙(CaSO4)或其他形式的排放物。
这个过程通常在高温下进行,并受到多种因素的影响,如反应条件、固硫剂质量及其分布、进料组成以及装置设计等。
因此,深入了解钙基固硫过程总反应是非常重要且必要的。
2.2 反应条件和机理钙基固硫反应主要发生在高温和相对湿度较高的环境下。
温度和湿度都是影响该反应速率和效果的重要因素。
通常情况下,在600-800摄氏度范围内,钙基固硫反应达到最佳效果。
此外,在适宜的相对湿度下,水蒸气可以促进该反应的进行。
重庆科技学院毕业设计(论文)题目不同钙基固硫剂对高硫煤固硫效率的影响研究学院冶金与材料工程学院专业班级冶金工程2010-01学生姓名学号2010440362指导教师职称副教授评阅教师职称教授2014年6月10日注意事项1.设计(论文)的内容包括:1)封面(按教务处制定的标准封面格式制作)2)原创性声明3)中文摘要(300字左右)、关键词4)外文摘要、关键词5)目次页(附件不统一编入)6)论文主体部分:引言(或绪论)、正文、结论7)参考文献8)致谢9)附录(对论文支持必要时)2.论文字数要求:理工类设计(论文)正文字数不少于1万字(不包括图纸、程序清单等),文科类论文正文字数不少于1.2万字。
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与我一同工作的同志对本设计(研究)所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。
毕业设计(论文)作者(签字):年月日摘要我国的煤炭资源储量丰富,而天然气以及石油资源,相对短缺。
17【开发利用】钙基复合催化法对石灰石固硫影响的试验龙慎伟,籍文武(山东丰源通达电力有限公司,山东 枣庄 277300)【摘 要】利用石灰石作为脱硫剂脱硫存在的最主要问题是脱硫剂的有效利用率低,为了解决这个问题通过改变脱硫剂的组分,使参与脱硫的原料不局限于CaCO3,通过CaCl2、Ca(OH)2等钙基原料及钠盐提高了CaCO3的分解产物CaO的活性,缩短CaCO3的分解时间,从而使石灰石脱硫剂的有效利用率大幅提高。
【关键词】钙基复合催化;石灰石;脱硫【中图分类号】X701.3;P578.61 【文献标识码】A 【文章编号】1007-9386(2010)06-0017-01解决燃煤过程中释放的SO2所引起的大气污染和酸雨污染近几年来一直是世界各国科研人员的研究热点。
目前典型的循环流化床锅炉主要脱硫工艺仍然是炉内喷钙,石灰石粉是主要脱硫剂原料,但是在石灰石固硫过程中吸收剂的利用率较低。
想要达标排放必须提高Ca/S,加大脱硫剂用量,这种方法在以煤矸石或高硫煤为燃料时,不但增加成本,而且会造成严重的热能损失。
因此,改善石灰石的脱硫性能,增强其脱硫活性,提高利用率一直受到研究人员的关注。
1 试验1.1 试验工艺传统的炉内喷钙脱硫剂主要是石灰石磨制而成的,脱硫剂有效利用率低。
其原因是受到循环流化床锅炉运行时的客观因素的制约,如脱硫剂的粒度、接触面积及反应时间等。
炉内喷钙干法烟气脱硫本质上属于酸性气体与多孔碱性氧化物固体之间的反应。
SO2气体扩散到脱硫剂(CaO)颗粒表面和内部进行反应,生成的固体产物覆盖在脱硫剂颗粒和孔隙表面,由外及里形成产物层。
此后,SO2气体必须通过产物层才能与脱硫剂继续反应,也有研究认为是固体反应物离子从产物层内部迁移出来与SO2反应。
无论如何,产物层的形成阻碍了反应的继续进行。
将废盐酸、工业盐(主要成分为NaCl)和石灰石按比例加入耐酸反应池反应,然后与石灰石、铁红(主要成分为Fe2O3)、石灰按比例加入混合搅拌设备,搅拌均匀后提入磨前原料仓。
钙基脱硫剂固硫特性的试验研究
蔡毅;程乐鸣;王勤辉;方梦祥
【期刊名称】《浙江电力》
【年(卷),期】2017(036)011
【摘要】利用热重分析法、微观结构表征法研究了2种钙基脱硫剂(石灰石Ⅰ,Ⅱ)固硫反应特性,揭示了钙基脱硫剂固硫反应机理,并通过等效粒子法模型分析了石灰石固硫反应动力学特性.研究结果表明:在800~900℃温度范围内,石灰石钙转化率随温度提高而增强;石灰石粒径越小,钙转化率越高.石灰石Ⅰ钙利用率对温度敏感,而石灰石Ⅱ对粒径敏感.石灰石煅烧后在晶粒表面形成的裂纹促进SO2的扩散,有利于固硫反应的进行.动力学计算结果表明,石灰石Ⅱ在扩散控制阶段有较高的有效扩散系数,最终钙利用率高于石灰石Ⅰ.
【总页数】5页(P73-77)
【作者】蔡毅;程乐鸣;王勤辉;方梦祥
【作者单位】浙江浙能技术研究院有限公司,杭州 310013;浙江大学能源清洁利用国家重点实验室,杭州 310027;浙江大学能源清洁利用国家重点实验室,杭州310027;浙江大学能源清洁利用国家重点实验室,杭州 310027
【正文语种】中文
【中图分类】X701.3
【相关文献】
1.钙基脱硫剂固硫率的测定方法 [J], 高凤霞;崔卫东;崔怡红
2.钙基脱硫剂高温固硫性能的影响因素试验分析 [J], 宋春燕;肖宝清
3.钙基固硫剂煅烧特性的试验研究 [J], 王学栋;邵延龄
4.钙基固硫剂高温固硫反应特性的TGA试验研究 [J], 刘妮;赵敬德;骆仲泱;程乐鸣;岑可法
5.空气与O_2+CO_2气氛下钙基脱硫剂固硫规律的实验研究 [J], 周英彪;郑瑛;张礼知;郑楚光
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第2期 陈列绒等燃煤固硫中钙基固硫添加剂的研究进展 9万方数据纖验癖_燃煤固硫中钙基固硫添加剂的研究进展陈列绒\殷屈娟S 王济洲2(1.西安科技学院,陕西西安710054;2.黄陵矿业有限责任公司,陕西黄陵727307)摘要:综述了燃煤固硫中各种钙基固硫添加剂的研究现状,提出了固硫添加剂的固硫机理。
并认 为复合固硫添加剂特别是高温复合固硫添加剂的研制是固硫技术的发展趋势。
关键词:煤炭;固硫剂;囷硫添加剂 中图分类号:TQ520.1 文献标识码:A文章编号:1671-749X(2003)02-0009-030前言在我国,煤炭燃烧占其总产量的80%,大气污 染中90%的S 〇z 是由燃煤产生的。
大气中的S 〇2 可形巧酸雨,破坏人类赖以生存环境,所以煤炭固硫 技术k 到人们的重视。
固硫技术的关键是固硫剂及 其添加剂的选择及优化。
目前使用最多、价廉易得 的仍是CaC 〇3、CaO 和Ca (〇H )2,俗称钙基固硫剂, 但其缺点是固硫剂利用率低,固硫反应速率与硫析 出速率不一致,以及高温下已形成的固硫产物易于 分解。
添加剂的加入可改善这些缺点。
因此研究固 硫添加剂对固硫效果的影响显得尤为重要。
本文综 述了煤炭燃烧固硫中钙基固硫添加剂的研究现状。
1各种钙基固硫添加剂对固硫效果的影响煤中硫的存在形态通常分为有机硫和无机硫两 大类,无机硫又可分为硫酸盐硫和硫化物硫两种。
煤中硫主要以黄铁矿硫为主,其他硫化物硫含量都 比较低。
凡能与煤在燃烧过程中生成的S 〇2或S 〇3 起化学或物理吸附反应,形成固态残渣而留在煤灰 中的物质均可作为固硫剂。
固硫剂的种类很多,如: 石灰石、白云石、方解石、氧化钙、氧化镁等,但目前 大多采用钙基固硫剂。
为了提髙固硫率,人们往往 在钙基固硫剂中加入固硫添加剂。
钙基固硫添加剂 主要有氧化物添加剂、碳酸盐类添加剂、氯化物添加 剂、以及其它添加剂。
收稿日期:2002 - 10 _ 15作者简介:_陈列绒(9168-),女,陕西乾县人,1992年毕业于西安矿 业学院,工程师,在读研究生,研究方向为洁净煤技术。
钙基固硫剂的热力学和动力学分析
钙基固硫剂是一种常见的催化剂,它用于多种化学反应,在广泛的应用中发挥着重要的作用。
本文将对钙基固硫剂的热力学和动力学性质进行分析。
首先,关于钙基固硫剂的热力学性质,可以利用元素的原子序数来计算,这是因为原子序数可以用来衡量元素的化学性质及热力学性质。
通过计算,粒子的温度与它的化学结构有关,钙基固硫剂具有较高的温度变化率。
此外,在受到反应物和溶剂气体的作用下,钙基固硫剂表现出较强的吸收作用,使其在反应热释放和收缩时更容易发生变化。
其次,钙基固硫剂的动力学性质也进行了分析。
首先,惰性气体的混合比例会影响反应速率,因此,钙基固硫剂可以通过改变溶剂的混合比例来影响反应速率。
此外,反应温度也会影响反应速率,在高温条件下,反应速率会增加,而在低温条件下,反应速率会减少。
此外,固硫剂的表面积也会影响反应速率。
钙基固硫剂具有较大的表面积,使其具有较强的吸收和协调作用,影响反应速率,从而影响反应结果。
最后,钙基固硫剂还具有较强的抗氧化能力,可以抑制反应过程中的氧化反应,从而消除反应现象,控制反应的结果。
综上所述,钙基固硫剂的热力学和动力学性质是一个复杂的系统,通过计算元素的原子序数,分析反应物和溶剂气体的混合比例,研究钙基固硫剂表面积以及反应温度等,可以得出钙基固硫剂的热力学和
动力学行为。
在需要抑制氧化反应的反应中,钙基固硫剂具有较强的抗氧化能力,可以有效抑制氧化损伤,保护反应结果。
以上就是对钙基固硫剂的热力学和动力学分析的全面介绍,通过仔细研究,可以更好地理解其热力学和动力学性质,从而更好地控制反应,提高化学反应的效率和准确性。
钙基固硫原理
钙基固硫原理是一种用于处理烟气的技术,它可以有效地减少烟气中的二氧化硫排放。
它的原理是将烟气中的二氧化硫与钙碱混合物反应,形成硫酸钙,从而减少烟气中的二氧化硫排放。
钙基固硫是一种用于电厂烟气脱硫的工艺。
它利用钙基材料来吸收二氧化硫,使之成为可溶性的硫酸盐,然后将其转化为不溶性的硫酸钙。
在钙基固硫过程中,二氧化硫通过吸收塔与钙基材料接触,发生化学反应,生成硫酸盐。
然后,将硫酸盐溶液通过加热或加压的方式转化为硫酸钙,并将其从溶液中分离出来。
钙基固硫工艺具有许多优点,如设备尺寸小、操作简单、工艺流程稳定等。
但是,这种工艺也存在一些缺点,如固硫效率低、产生的废物需要进行处理等。
文章编号:0253-2409(2003)04-0381-04收稿日期:2002-07-08;修回日期:2003-02-18 联系作者:任有中,E-mail:ene _ren@zju edu c n作者简介:贾 瑜(1975-),男,山西太原人,硕士研究生,工程热物理专业。
E -mail:j wnes t@163 net钙基固硫剂的制备及其固硫效果贾 瑜,张同翔,钱剑青,任有中(浙江大学热能工程研究所,浙江杭州 310027)关键词:制备;固硫剂;大气污染中图分类号:X511 文献标识码:A传统的钙基固硫剂虽然价格低廉,但普遍存在着钙利用率低,固硫率不高的缺点,尤其是在高温条件下,固硫效果更差。
固硫剂是固硫技术中的关键,随着燃烧技术及表面科学的发展,发现传统钙基固硫剂固硫效果差的主要原因是在燃烧过程中固硫剂的活性很低,造成这种情况的主要原因是[1]由于在高温下,有机硫的析出速度大大快于CaC O 3的分解速率,使得含硫气体未能及时与固硫剂反应就已逸出;同时高温下CaSO 4和CaSO 3要发生分解;此外,还会出现固硫剂高温烧结和多孔结构堵塞,致使颗粒的比表面积急剧下降;而且在实际反应中,由于含硫气体首先与固硫剂表面反应形成CaSO 4/CaSO 3致密层,使固硫剂表面被覆盖,造成空洞堵塞,从而影响了固硫剂中心与含硫气体的反应。
而通过在钙基固硫剂中添加金属化合物以及用化学溶液调质制备成复合固硫剂,则可以有效的提高传统钙基固硫剂的活性和固硫率。
金属化合物对固硫效果的影响,已经有不少的研究成果[2~4],在纯CaC O 3中添加Fe 2O 3可以在固硫反应中起促进作用,降低反应活化能,使反应更加容易进行,而且Fe 2O 3的加入,可以使CaSO 4的分解温度有一定的提高,加快CaSO 3的氧化反应。
此外添加Al 2O 3[3]也可以抑制固硫产物的高温分解,同时可以形成具有高热稳定性的CaSO 4、CaO 和Al 2O 3的复盐,且此产物可以覆盖或包裹CaSO 4晶体的表面,抑制CaSO 4的分解。
钙基固硫法
近年来为防治酸雨,工业上常采用“钙基固硫法”即生石灰和含硫的煤混合后燃烧,燃烧时硫.生石灰和氧气共同反应生成硫酸钙,从而使硫酸转移到煤渣中。
工业型煤固bai硫是控制燃煤在燃烧中固硫降污的重要方式。
型du煤技术有百余年的发展历史,世界各国的发展技术也不尽相同,却有相同的发展趋势:清洁高效燃烧,成型规模化,用途多样化。
我国的工业型煤研究起步较晚,近年来在无烟煤、烟煤、褐煤以及煤泥的成型技术研究取得了一些新进展。
型煤成型中通常采用的添加剂有粘结剂、固硫剂和助燃剂。
专利名称:提高民用焦炭高温固硫效果的钙基钡锰铝复合添加剂及制法和应用
专利类型:发明专利
发明人:杜文广,刘守军,张智聪,杨颂,上官炬
申请号:CN201610102965.0
申请日:20160224
公开号:CN105567272A
公开日:
20160511
专利内容由知识产权出版社提供
摘要:一种提高民用焦炭高温固硫效果的钙基钡锰铝复合添加剂的重量份组成为石灰石60~80份、钡渣20~30份、锰矿石10~20份、氧化铝5~10份。
本发明原料来源广泛而丰富,价格低廉,直接添加至干馏配合煤中,通过高温干馏制得含有钙基钡锰铝复合添加剂的民用焦炭,其高温固硫率(1250℃)可从10-15%升高至50-75%,固硫率提升了40-60%,效果显著,与直接燃烧煤炭相比,可降低二氧化硫污染物排放80%以上,对解决城市周边农村生活用煤,改善农村与城市环境质量,降低雾霾天气具有重大的现实意义。
申请人:太原理工大学,太原科瑞康洁净能源有限公司
地址:030024 山西省太原市万柏林区迎泽西大街79号
国籍:CN
代理机构:太原市科瑞达专利代理有限公司
代理人:刘宝贤
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话说烟气脱硫1二氧化硫的危害二氧化硫(SO2)是一种无色具有强烈刺激气味的气体,易溶解于人体的血液和其他黏性液。
大气中的S02会导致呼吸道炎症、支气管炎、肺气肿、眼结膜炎症等,同时还会使人的免疫力降低,抗病能力变弱。
SO2在氧化剂、光的作用下,能生产硫酸盐气溶胶,能使人致病,增加病人死亡率。
研究表明,当硫酸盐浓度为100微克/立方米左右时,每减少10%的浓度能使死亡率减少0.5%。
S02还能与大气中的飘尘黏附,当人呼吸时吸人带有S02的飘尘,会使S02的毒性增强。
在髙浓度S02环境中,对植物会带来极大危害,叶片表面产生坏死斑甚至叶片直接枯萎脱落;在低浓度S02环境中,植物的生长机能受到影响,造成产量下降,品质变坏。
SO2对金属,特别是对钢材的腐蚀,给国民经济带来很大损失。
据估计,工业发达国家每年因金属腐蚀造成的直接损失约占全部国民经济总量的2%~4%。
2我国的能源结构我国的能源结构特征是以煤为主。
从总量上看,我国水能资源、煤炭资源、石油资源和天然气资源分别居世界第1位、第2位、第12位和第24位。
煤炭资源总量为5.6万亿t,其中已探明储量为1万亿,占世界总童的11%(石油占2.4%,天然气占1.2%)。
人均可采储量仅为世界平均水平的1/2。
而我国石油和天然气资源短缺,人均水资两亦相对不足,煤炭成了保障国家能源安全最重要的资源。
随着我国经济的发展,石油、天然气和水电等清洁能源所占的比率逐步上升,新能源和再生能源也得到了迅速发展。
但是,我国能源资源的基本特点(富煤、贫油、少气)决定了煤炭在一次能源中的重要地位,以煤炭为主的格局在今后一段较长时间内仍将存在。
煤炭中往往含有一定量的硫。
3二氧化硫的形成原因二氧化硫(SO2)主要形成于燃料的燃烧。
当燃料中的硫在燃烧过程中与氧发生反应,主要产物就是SO2和SO3,实际上,无论是烧氧化焰还是还原焰,SO3的生成量都较小。
在还原状态下,还有其他形式的硫化物生成,如氧化硫(SO)及其二聚物(SO)2,少量一氧化二硫(S2O)等。
钙基固硫法方程式
钙基固硫法通常被认为是一种有效而重要的二次氮海洋硫化合物的缓冲作用技术,它不仅具有减少硫源的效率,而且有着活跃的脱硫功能。
因此,钙基固硫法作为一种可靠、可靠、可行和环境友好的脱硫技术,今天已经成为工业标准的最佳技术,在处理大量废气中应用得非常广泛。
钙基固硫的基本原理是,通过钙离子的吸附抑制脱硫过程中的氧化反应,从而降低污染物的排放。
为实现这一目的,可以采用CaCO_(n)系列的固定化技术,即将释放的废气穿过钙/碳混合碳酸盐反应塔,排出的废气中所含有的二次氮排放硫化物和碳酸钙都能得到有效地净化。
钙硫反应方程式可以表示为:SO_2+CaCO_3→CaSO_3+CO_2
在这一反应过程中,SO_2和CO_2分别参与CaCO_3的氧化和碳化作用,把钙基固硫技术能够达到的硫的含量减少到百分之三以下,从而实现对废气的有效净化。
总之,钙基固硫法不仅能够有效地减少污染物的排放量,而且能够有效地抑制硫化物的氧化,从而实现有效的净化效果,为工业废气排放提出有效的解决方案。
文章编号:0253-2409(2003)04-0381-04收稿日期:2002-07-08;修回日期:2003-02-18 联系作者:任有中,E-mail:ene _ren@zju edu c n作者简介:贾 瑜(1975-),男,山西太原人,硕士研究生,工程热物理专业。
E -mail:j wnes t@163 net钙基固硫剂的制备及其固硫效果贾 瑜,张同翔,钱剑青,任有中(浙江大学热能工程研究所,浙江杭州 310027)关键词:制备;固硫剂;大气污染中图分类号:X511 文献标识码:A传统的钙基固硫剂虽然价格低廉,但普遍存在着钙利用率低,固硫率不高的缺点,尤其是在高温条件下,固硫效果更差。
固硫剂是固硫技术中的关键,随着燃烧技术及表面科学的发展,发现传统钙基固硫剂固硫效果差的主要原因是在燃烧过程中固硫剂的活性很低,造成这种情况的主要原因是[1]由于在高温下,有机硫的析出速度大大快于CaC O 3的分解速率,使得含硫气体未能及时与固硫剂反应就已逸出;同时高温下CaSO 4和CaSO 3要发生分解;此外,还会出现固硫剂高温烧结和多孔结构堵塞,致使颗粒的比表面积急剧下降;而且在实际反应中,由于含硫气体首先与固硫剂表面反应形成CaSO 4/CaSO 3致密层,使固硫剂表面被覆盖,造成空洞堵塞,从而影响了固硫剂中心与含硫气体的反应。
而通过在钙基固硫剂中添加金属化合物以及用化学溶液调质制备成复合固硫剂,则可以有效的提高传统钙基固硫剂的活性和固硫率。
金属化合物对固硫效果的影响,已经有不少的研究成果[2~4],在纯CaC O 3中添加Fe 2O 3可以在固硫反应中起促进作用,降低反应活化能,使反应更加容易进行,而且Fe 2O 3的加入,可以使CaSO 4的分解温度有一定的提高,加快CaSO 3的氧化反应。
此外添加Al 2O 3[3]也可以抑制固硫产物的高温分解,同时可以形成具有高热稳定性的CaSO 4、CaO 和Al 2O 3的复盐,且此产物可以覆盖或包裹CaSO 4晶体的表面,抑制CaSO 4的分解。
而Na 2CO 3的加入可以使CaO/CaSO 4晶格重排,形成有利于固硫的孔分布和孔径尺寸。
而对于不同金属化合物进行混合添加[5],也会对固硫反应起一定的催化作用。
同样,化学溶液的添加也会对固硫率有影响。
研究表明[6,7],较好的孔隙结构对固硫反应有好影响,而使用化学溶液调质CaCO 3后,可使固硫剂在调质过程中发生膨胀,孔径分布发生变化,从而提高固硫效果。
1 实 验1 1 煤样及添加剂的性能 煤样选用含硫量1 34%的工业混煤,其工业分析的结果列于表1。
表1 煤样的工业分析Table 1 Prox i mate analysis of coalProximate analysis w /%M ar A ar V ar FC arQ net,ar /kJ kg -112 923 224 938 922289 1试验的固体添加剂均为化学纯的粉末,粒度在0 1mm 以下。
化学溶液除脂肪族酸浓度70%,乙醇浓度50%以外,NaCl 、KOH 、(NH 4)2SO 4均为2%。
1 2 实验装置及方法 燃烧固硫实验装置由ZCS -I 智能定硫仪、分析天平及相关设备组成。
ZCS -1智能定硫仪是由主机,空气处理输送箱,管式电炉,电解池,搅拌器五部分组成,在0 ~1350 温度范围内炉温控制在 5 。
智能定硫仪利用库仑滴定法测定试样中的全硫含量。
试验首先选取了单一金属化合物作为添加剂试验;然后把多种化合物按不同的配比同时添加;最后把金属化合物和化学溶液混合添加进行复合调质,来测定不同添加剂对固硫率的影响。
为方便对比,实验中统一选择钙硫比为1 5,并以CaCO 3为钙基物质。
为了研究改善固硫剂固硫效果的原因,我们选取三种经复合调质后的固硫剂,将它们在1100 下煅烧,对煅烧产物进行压汞试验。
使用PoreMaster -60压汞仪。
可以测量200 m~0 0035 m 的孔直径范围。
固硫率定义如下:固硫率 =S -S tS100%第31卷2003年第4期8 月燃 料 化 学 学 报JOURNAL OF FUEL CHEMISTRY AND TECHNOLOGYVol 31 No 4Aug 2003式中:S 为所用煤样的全硫含量,S t 为试样在管式电炉燃烧后由智能定硫仪测出的含硫量。
2 结果与讨论2 1 单一添加剂的试验 单一添加不同金属化合物与纯CaC O 3脱硫效果的比较如图1。
图1 单一添加剂的固硫效果Figure 1 Tes t results for absorbents with single additi ve (1)no additive;(2)MnO 2;(3)Al 2O 3;(4)Fe 2O 3;(5)Na 2CO 3;(6)MgC O 3从图1可以看出,加入各种添加剂后固硫效果都有一定程度的提高,其中添加Fe 2O 3及Al 2O 3后的固硫剂在900 ~1000 之间有较好的固硫率,而固硫效果最好的是添加Na 2CO 3,其在各温度段的固硫率都有明显的提高。
2 2 多种添加剂同时添加的试验 多种添加剂按不同的配比同时添加后的脱硫效果比较如图2。
图2 不同配比混合添加的固硫效果Figure 2 Test results for absorbents with mixed additives (1)no addi tives;(2)CaC O 3+Fe 2O 3+Na 2CO 3+MgCO 3+V 2O 5;(3)CaCO 3+Fe 2O 3+Na 2CO 3+MgC O 3+NaCl;(4)CaC O 3+Fe 2O 3+Na 2C O 3+MgCO 3+Al 2O 3从图2可以看出,同时添加几种添加剂,可使固硫剂的脱硫率有明显的提高,而且反映到高温特性上,对温度的变化不再那么敏感。
其中固硫剂(2)的高温特性最好。
2 3 添加化学溶液进行复合调质的影响 选取了5种不同的试剂和CaCO 3进行调质,图3给出经过不同方法调质后的固硫剂的脱硫效果对比。
图3 化学溶液调质后的固硫效果Figure 3 Test results for reformed absorbents with chemical solution(1)reformed with 70%aliphatic acid;(2)reformed with 2%NaCl solution;(3)reformed wi th 70%aliphatic acid and 2%NaCl solution;(4)reformed with 50%ethanol;(5)reformed wi th 2%(NH 4)2SO 4solu tion由图3可以看出,5种试剂中,NaCl 溶液调质后的脱硫效果较差,只有在同时加入脂肪族酸调质后,固硫率才有提高,而乙醇和纯脂肪族酸调质后固硫率有较大提高,特别是脂肪族酸调质后在各温度下都能保持较大的脱硫率,其主要原因可能是由于脂肪族酸调质后的CaCO 3有了更疏松的结构。
金属化合物和化学溶液对固硫剂进行复合调质后,固硫剂脱硫效果见图4。
图4 复合调质并加添加剂的固硫效果Figure 4 Tes t results for reformed absorbents with chemical solution and input additives(1)reformed wi th aliphatic acid+2%(KOH+Fe 2O 3);(2)reformed wi th aliphatic acid+2%(KOH+Na 2CO 3+Al 2O 3);(3)reformed with aliphatic acid +KOH;(4)reformed with aliphatic acid +KOH+Na 2CO 3382 燃 料 化 学 学 报31卷由图4可以看出,CaC O 3用脂肪族酸调质后再添加KOH 和其他添加剂可使脱硫率有明显的提高。
其中固硫剂(4)在800 ~1000 时,都具有60%以上的固硫率,特别在900 时固硫率甚至达到了70%。
而固硫剂(1)随着温度的升高,脱硫率在试验范围内一直保持上升,虽然其低温脱硫效果不是很好,但其在1100 的高温下能达到50%以上的脱硫率,是一种较好的高温固硫剂。
2 4 复合固硫剂高温煅烧后压汞试验 对固硫剂脂肪族酸调质的CaC O 3、调质并添加KOH 和Fe 2O 3以及纯CaCO 3进行压汞实验,图5给出了三种固硫剂总比表面积与孔径的关系比较,图6给出了三种固硫剂孔径与内部孔隙率的关系。
图5 固硫剂1100 煅烧后孔径与比表面积的关系Figure 5 Relationship between surface area and pore diameter(calcined at 1100 )(1)reformed with aliphatic acid;(2)no additives;(3)reformed with aliphatic acid+KOH+Fe 2O 3由图5可以看出,在1100 煅烧后,CaCO 3的比表面积为14 52m 2/g,固硫剂(1)和(3)的比表面积分别为2 45m 2/g,19 94m 2/g 。
(3)的比表面积最大,而且孔径的范围较大。
从图6可以看出,CaCO 3颗粒内部的孔隙率为15 57%,固硫剂(1)和(3)的颗粒内部孔隙率分别为10 69%和34 93%。
而由仪器得出的CaCO 3总孔隙率为29 11%,(1)和(3)总孔隙率分别为56 67%和52 87%。
综合上述结果:在1100 煅烧后的固硫剂(3)的比表面积和颗粒内部的孔隙率均为最大,也即在1100 时应有较好的高温固硫特性;而固硫剂(1)由于比表面积和颗粒内部的孔隙率较小,虽然有大的总孔隙率,但脱硫效果还是不如固硫剂(3);这些都与其它试验结果相符。
而纯CaCO 3在高温下的脱硫效果最差。
图6 固硫剂孔径与内部孔隙率的关系Figure 6 Relationship between interior porosity and pore diameter(1)reformed with aliphatic acid;(2)no addi tives;(3)reformed with aliphatic acid+KOH+Fe 2O 3试验结果表明固硫剂孔结构,如比表面积、孔隙率、孔径分布以及孔连通等,对脱硫效果都有一定的影响。
其中比表面积越大,越利于固硫剂的脱硫反应;而孔隙率越大,特别是颗粒内部的孔隙率越大,意味着其与烟气能有较大的接触面积,也对脱硫反应有利。