钙基固硫剂高温固硫反应特性的TGA试验研究

燃煤固硫过程中,要求固硫剂具有良好的高温固硫性能。该文通过热重分析方法对钙基固硫剂的固硫反应特性进行了试验研究,其中着重研究了固硫剂的种类、添加剂含量及反应温度对固硫剂钙利用率的影响。结果发现人工配制的复合钙基固硫剂及新型的天然固硫剂-贝壳具有较好的高温固硫性能,与纯CaO相比,其最佳固硫温度向高温区移动约100℃。在1180℃下,添加剂的加入可使固硫剂的钙利用率提高15个百分点。所得试验结果为燃烧中固硫剂的选择并提高其利用率提供了依据。

颗粒尺度对钙基固硫剂的固硫反应影响规律

采用热重法对不同粒子尺度的超细钙基固硫剂在固硫基本反应中的转化率和反应活化能的影响规律进行了研究。实验结果表明 ,在 80 0℃～ 110 0℃温度范围内 ,钙基固硫剂的粒子尺度愈小 ,其反应转化率愈高 ;随着温度的升高 ,其三者的反应转化率都逐渐下降 ;而当温度高于 12 5 0℃后 ,各种粒子尺度的钙基固硫剂的固硫反应转化率都急剧下降并趋于最低值。因此分析判断 :高于 12 5 0℃后 ,颗粒尺度的变化对CaO的固硫转化率已不起主导作用。用等效粒子模型对实验数据进行处理结果表明 ,随着固硫剂粒子尺度的减小和比表面的增大 ,固硫反应活化能也依次减小。

钙基固硫剂对污泥和煤燃烧过程中SO2和NOX释放的影响

在O2气氛下,研究了煤与污泥2种燃料中添加4种钙基固硫剂(CaO、Ca(OH)2、CaCO3和白云石(CaCO3.MgCO3))后的SO2和NOX的释放特性。结果表明:(1)煤燃烧时SO2的释放曲线和NO较相似,呈现2个析出峰;污泥燃烧过程中SO2和NO的释放规律一致,35s时烟气中SO2和NO瞬时质量浓度达到峰值,分别为2 155、590mg/m3,污泥燃烧烟气中SO2和NO都没有出现第2个析出峰。(2)添加钙基固硫剂对煤燃烧烟气中NO的释放没有明显影响,CaO、Ca(OH)2的存在反而使NO瞬时浓度峰值高于未添加钙基固硫剂;污泥燃烧过程中也有相同的现象。(3)煤中添加钙基固硫剂后,烟气中SO2瞬时浓度不同程度地降低。CaO和Ca(OH)2的脱硫效率相差不大,烟气中SO2瞬时质量浓度峰值分别为887、935mg/m3;CaCO3与白云石的脱硫效率小于CaO和Ca(OH)2。污泥中添加固硫剂后,烟气中SO2瞬时浓度都不同程度地降低,4种钙基固硫剂的脱硫效率总体依次为CaO>Ca(OH)2>CaCO3>白云石。(4)钙硫摩尔比(Ca/S)一般都为2～3。(5)煤燃烧产生的SO2排放量高于污泥;在700℃下,煤和污泥燃烧烟气中SO2排放量分别为12 472、5 592mg/kg;随着温度升高,SO2排放量增加。(6)钙基固硫剂的最佳脱硫温度为850～950℃。

钙基固硫剂的动力学和热力学机理及其影响固硫产物二次分解的因素

从热力学角度研究了煤燃烧中钙基固硫剂反应中的自由能与温度的关系函数 ,得出了煤在高温条件下燃烧不利于固硫反应。根据质量作用定律 ,得出硫酸钙分解反应的一级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硫酸钙在较低温度下会发生二次分解 ,并得出了理论分解温度。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 ,有利于固硫率的提高。同时给出了钙基固硫剂的应用条件。

型煤中钙基固硫剂的高温固硫特征

通过正交试验,在1250℃高温下,研究了用电石渣、消石灰和石灰石作固硫剂的型煤的燃烧固硫性能。结果表明,不同钙基固硫剂之间的固硫效果存在显著差异,固硫剂种类和Ca/S摩尔比是影响型煤燃烧固硫效率的主要因素,床层高度对燃烧固硫有重要影响,鼓风量对固硫效率也有一定影响,其中石灰石的高温固硫性能最好。

不同条件下钙基固硫剂的固硫机理

为了探求煤燃烧过程中传统钙基固硫剂固硫率低下的原因,本实验选用有代表性的含硫为2．92％的国家标准煤样,在不同条件下系统的研究了钙基固硫剂的固硫特性和固硫产物CaSO4的分解率;并分析了其固硫机理．实验结果表明:传统钙基固硫剂固硫效率低下的原因为高温下CaO化学结构的变化和固硫产物CaSO4的分解。该研究对改进传统钙基固硫剂的固硫效果有一定的理论指导意义。

添加剂对钙基固硫剂固硫效果的影响

在大量试验研究的基础上,探讨了各种添加剂对钙基固硫剂脱硫率的影响,并通过压汞试验,分析了高温煅烧之后的复合固硫剂的孔隙率及比表面积的变化。还在35 t/h链条炉上选用一种复合固硫剂进行了现场试验,得到较好的脱硫效果。

盐泥对钙基固硫剂促进作用的研究

以固体废弃物电石渣为钙基固硫剂,工业废弃物盐泥为添加剂进行脱硫实验。实验结果表明,盐泥添加剂能够提高钙基固硫剂的固硫率,其合理配比为电石渣与盐泥的质量比为8:1,固硫率由27.55%提高到45.73%。通过SEM分析发现,盐泥使固硫剂颗粒的表面微观形貌发生改变。同时研究也发现,盐泥中的主要成分不仅可以改变钙基固硫剂的微观结构,同时也有固硫及提高固硫产物高温稳定性的作用。

添加剂对钙基固硫剂固硫效果的影响

在大量的试验研究的基础上 ,探讨了各种添加剂对钙基固硫剂脱硫率的影响。并通过压汞试验 ,分析了高温煅烧之后的复合固硫剂的孔隙率及比表面积的变化。还在 3 5t/h链条炉上选用一种复合固硫剂进行了现场试验 。

不同钙基固硫剂固硫效率实验研究

通过在不同的Ca/S下,对钙基固硫剂CaO、Ca(OH)_2、CaCO_3和CaO_2进行固硫实验研究,并进行热力学分析,为在高温下燃煤固硫的存在提供了理论基础。由实验结果得出:Ca/S为2~3时,四种钙基固硫剂固硫能力最佳;在高温下,固硫效果较好的是Ca(OH)_2,其次是CaO和CaO_2,CaCO_3的固硫效果最差。

调质对钙基固硫剂固硫效果影响的TG-FTIR研究

针对目前燃中固硫技术普遍存在的钙转化率较低、固硫效果不理想的问题,以不同的调质剂分别浸渍CaO,然后把调质后的CaO以添加和不添加Fe2O3助剂两种形式与高硫煤在模拟空气中燃烧,采用TG-FTIR的测试方法对固硫效果进行定性分析。实验结果表明,将钙基固硫剂分别用2%的NaCl、2%的Na2CO3、50%的乙醇和25%的乙酸溶液浸渍后与煤混燃,经TG-FTIR在线分析,得出用50%的乙醇浸泡后CaO的固硫效果较好,其烟气红外3D图上,SO2峰的高度最低,调质剂的固硫效果依次为:50%乙醇>2%NaCl>25%Na2CO3>2%的Na2CO3;在加入助剂Fe2O3后,经50%乙醇浸渍过的CaO固硫效果显著提高,固硫率达到97.42%。

钙基固硫剂水合活性分析

基于ＣａＯ水合放热，设计专用试验装置对生石灰水合活性进行测试比较，其结果对炉内喷钙增湿水合烟气脱硫和以生石灰为吸着剂的简易湿法脱硫技术吸着剂选择有指导意义。

钙基固硫剂固硫反应机理的研究进展

介绍了煤燃烧过程中钙基固硫剂固硫反应机理研究的进展情况,综述了传统上认为是SO2和O2通过CaSO4产物层向内扩散与CaO进行反应的固硫机理研究,以及新近研究Ca2+通过产物层向外扩散的离子扩散的固硫机理研究。

钙基固硫剂脱硫特性优化组合的多元模型

运用优化组合的多元建模方法,研究了钙基固硫剂化学组成与脱硫效果之间的数量关系,建立了钙基固硫剂化学成分与其脱硫率关系的优化组合的多元模型.实际运行表明,该模型比原来逐步回归法建立的多元模型准确率提高了0.42％,避免和克服了实际应用中的障碍和困难,方便了钙基固硫剂化学性能的分析及钙基固硫剂种类的选择.

盐泥对钙基固硫剂促进作用的研究

以工业废弃物盐泥为添加剂调质钙基固硫剂，用ZCS-1型智能定硫仪进行脱硫实验。结果表明，盐泥添加剂能够提高钙基固硫剂固硫率，其合理配比为质量比8：1。通过SEM分析发现，调质改善了固硫剂颗粒的孔隙分布，使固硫剂颗粒的表面微观形貌发生改变，从而提高了固硫剂的固硫性能。研究发现，盐泥中的主要成分不仅可以改变钙基固硫剂的微观结构，同时本身也有固硫作用。

钙基固硫剂固硫产物的稳定性试验研究

煤炭燃烧的固硫产物——硫酸钙,在高温条件下会发生分解,释放出SO_2,这是高温燃烧条件下固硫效率较低的主要原因。诸多研究表明:硫酸钙的分解是十分复杂的物理化学过程,温度和气氛等对其影响显著。文章结合已有的研究,采用高温管式炉和热重分析仪对分析纯硫酸钙进行了试验研究。

钙基固硫剂对高硫煤固硫效果的研究

为降低高硫煤燃烧过程中SO2等有害气体的排放,以木坦坝高硫煤为原料,分别利用CLS-2型库伦测硫仪和X射线衍射仪(XRD)分析钙剂固硫剂固硫率和煤灰中矿物组成,研究了3种钙基固硫剂(CaO、Ca(OH)2、CaCO3)在不同钙硫物质的量比情况下与木坦坝高硫煤混合燃烧过程中的演变行为和固硫效果。结果表明,Ca(OH)2固硫效果优于其它两种固硫剂;800℃为Ca(OH)2固硫作用的最佳温度,CaO固硫能力最强的温度点是900℃,CaCO3固硫效率随温度增加而提升;钙硫物质的量比超过2.5之后固硫效果减弱,最佳钙硫物质的量比为2.5;XRD分析得出Ca(OH)2作为固硫剂时,分解更多的CaO参与反应,故固硫效果佳。

钙基固硫剂在高含硫危险废物焚烧处置方面的应用研究

正丁基硫代磷酰三胺生产危险废弃物含硫量高达23.93%,高温焚烧处理时烟气中高的二氧化硫含量会造成回转窑及整个配套设备腐蚀严重,容易出现在线烟气严重超标、产生次生环境污染的情况。本研究通过在前期加入不同种类的固硫剂对正丁基硫代磷酰三胺生产危险废弃物进行预处理和在线烟道喷射固硫剂的方式,对高温焚烧处理工艺进行改进,同时监测尾气中二氧化硫的含量变化情况,使尾气排放能够达到《危险废物焚烧污染控制标准》,为高含硫危废的焚烧处置探索了一条新的途径。

钙基固硫剂煅烧特性的试验研究

在热重分析仪和固硫实验台上，研究了钙基固硫剂在空气中煅烧和烟气中煅烧的不同特性，分析了升温速率、反应终温、固硫反应对煅烧特性的影响，并从宏观上给出了解释。本文的目的在于探讨固硫剂煅烧反应的定性规律，为实际燃烧设备中选择固硫剂、确定固硫剂的最佳运行工况提供参考。

钙基固硫剂固硫产物的稳定性实验研究

煤炭燃烧固硫的固硫产物——硫酸钙,在高温条件下会发生分解,释放出SO2,这是高温燃烧条件下固硫效率较低的主要原因。诸多研究表明:硫酸钙的分解是十分复杂的物理化学过程,温度和气氛等对其影响显著。结合已有的研究,采用高温管式炉和热重分析仪对分析纯硫酸钙进行了试验研究。