燃烧固硫反应的动力学和热力学及其影响固硫产物分解因素的研究

煤在高温条件下燃烧不利于固硫反应 ,并从热力学角度出发 ,得出了煤燃烧中钙基固硫剂反应自由能与温度的关系函数。由化学反应动力学得出了硫酸钙分解反应的动力学方程及其相关参数。在还原性气氛中 ,从理论和实验上都证明了硫酸钙在较低温下会发生二次分解 ,理论分解温度与实际分解温度非常吻合。煤灰中氧化钙和三氧化二铝的存在 ,可以提高硫酸钙的分解温度。

石灰石炉内高温煅烧固硫产物活性的实验研究

以石灰石炉内喷入与烟气循环流化床的组合式脱硫工艺方案为应用对象,选择辽宁地区富产的不同用途的 7 种石灰石,在煤燃烧热态实验装置上,对其炉内高温煅烧产物的活性及其影响因素进行了实验研究,采用盐酸滴定法和湿法消化法评价煅烧产物的活性。结果表明,煅烧温度、煅烧停留时间、石灰石粒度和石灰石品种等因素对石灰石高温煅烧产物活性有显著影响:在 1 100℃附近存在一个石灰石最佳煅烧温度区间,在此温度区间内,煅烧产物的活性最高;煅烧停留时间越长,煅烧产物活性越高;石灰石粒度越小,煅烧产物活性越高。盐酸滴定法和湿法消化法对煅烧产物的活性能给出一致的评价结果。

高硫型煤常压固定床气化炉内固硫效果研究(V)固硫产物转化

讨论了煤气化炉内固硫产物硫化钙在空气中于一定温度下进行的硫酸盐化．结果表明，炉温在硫化钙的氧化中起主要作用，控制气化炉内氧化区温度是提高炉内固流效果的重要措施．

CFB锅炉低氮燃烧对炉内固硫影响研究进展

随着火电厂烟气污染物排放标准的日益严格,循环流化床(CFB)锅炉多采用低氮燃烧技术在燃烧阶段降低NOx的生成,但低氮燃烧应用会使炉内局部气氛,尤其是密相区的氧含量降低1%~4%,CO等还原性气氛增加1%~2%。固硫反应在不同氧浓度及还原性气氛条件下会表现出不同的反应路径,从而影响整个固硫反应速率和不同固硫产物的生成,导致最终固硫率的不同。因此CFB锅炉中引入低氮燃烧条件后会对炉内钙基固硫过程产生一定的影响。为了明晰低氮燃烧条件对CFB炉内钙基固硫反应的影响,保证燃烧中同时降低SO2和NOx的排放浓度,实现CFB锅炉中低氮燃烧技术与钙基固硫技术的耦合,综述了低氮燃烧反应条件对CFB锅炉炉内钙基固硫过程影响的研究现状,分别阐述了整个固硫过程中低氮还原性气氛及氧化-还原交变气氛条件对固硫剂煅烧、固硫剂固硫及固硫产物的分解转化3个不同反应阶段的影响。结果表明:CO2浓度变化对CaCO3煅烧影响较大且研究较多,气氛中CO2的分压会直接减弱煅烧反应进行的程度;O2和CO浓度变化对CaCO3煅烧的影响未见报告,但从理论上推断影响较小,仍需进一步试验证明。在低氮燃烧形成的氧化-还原交变气氛下,炉内固硫反应过程变得复杂。氧气消失后,固硫率会降低20%左右,随着还原性气氛中CO含量的增加,固硫率还会进一步降低;随着CO等还原性气氛的增强,固硫产物CaSO4稳定性降低,分解温度降低,CaS稳定性增强。但氧化、还原交变气氛下固硫产物的转化机制研究表明,当形成以CaS为内核,CaSO4为外壳的固硫产物时,钙利用率和固硫效率会有所提高。可见,低氮燃烧气氛对硫化反应的影响具有不确定性。由于硫化反应的复杂性和固硫产物的不稳定性,目前尚无明确的针对不同固硫剂与反应温度和反应气氛的最佳匹配结果。因此,提出需进一步探究石灰石、电石渣等钙基固硫剂在不同氧浓度气氛及不同程度还原性气氛条件下的固硫反应机制,明确低氮燃烧条件对钙基固硫过程的影响,最终获得CFB锅炉低氮燃烧与炉内钙基固硫两者有机结合的优化反应条件,为实际生产提供可靠的理论依据。

氧化物及复合添加剂对硫酸钙高温稳定性的影响

在硫酸钙高温分解行为的研究基础上,探讨了氧化物SiO_2、Fe_2O_3、ZnO和SiO_2_Fe_2O_3、CaCO_3-Al_2O_3复合添加剂对硫酸钙分解的影响。结果表明ZnO、SiO_2、SiO_2-Fe_2O_3均有利于固硫,这分别与反应过程中形成能起包覆作用的Ca_2SiO_4和耐热含硫物相Ca2Fe2S2O3有关;复合添加剂CaCO3_Al2O3固硫效果更佳,当CaCO3∶Al2O3∶CaSO4摩尔比为3∶3∶1时,固硫作用最理想,1400℃时CaSO4的分解率从87.5%降低到21.2%,这与形成大量高温耐热物相硫铝酸钙有关。