失活石灰石自活化增强循环捕集CO_(2)特性

钙循环工艺是一种低成本高效率捕集CO_(2)技术,运行过程需不断补充新鲜吸收剂并排出失活吸收剂,实现失活钙基吸收剂原位资源化利用具有重要意义。为研究颗粒状石灰石失活后自活化特性,运用双固定床反应器制备了失活石灰石,分析了自活化后石灰石碳酸化转化率随循环次数的变化规律,采用XRD、SEM、N_(2)吸附等分析测试手段探究了自活化提高失活石灰石循环捕集CO_(2)性能机理。结果表明,失活石灰石置于环境中可吸收空气中水分生成Ca(OH)_(2),吸水率φ达100%后,继续吸水生成氢氧化钙水合物,极限吸水率为130%。不同程度自活化后的石灰石循环捕集CO_(2)性能均有不同程度提高,随吸水率变化呈线性升高趋势。与分析纯CaCO3相比,失活石灰石对吸水率变化更敏感,随吸水率升高其循环捕集CO_(2)性能提高更快。吸水率为130%时,自活化后石灰石循环捕集CO_(2)性能甚至优于新鲜石灰石。微观结构分析结果显示:新鲜石灰石因高温烧结而失活过程中,CaO晶粒尺寸由41.9 nm长大至72.2 nm,孔隙结构发生坍塌阻塞,比孔容和比表面积显著降低。经过自活化,煅烧后的石灰石中CaO晶粒尺寸降低,原本密实的表面重新生成孔隙结构;吸水率为130%时,晶粒尺寸降至35.1 nm,比孔容和比表面积分别恢复至新鲜石灰石的70.5%和107.6%,特别是10~100 nm孔隙得以再生,因此失活石灰石循环捕集CO_(2)性能恢复。虽然自活化过程会加剧失活石灰石颗粒磨损速率,但吸水率100%的自活化石灰石磨损导致直径每小时减小量仅为颗粒直径的0.55%。综上所述,自活化后的失活石灰石完全可替代新鲜石灰石,作为补充钙基吸收剂用于钙循环捕集CO_(2)。

固定床PVC燃烧脱氯的机理和试验

研究垃圾组分PVC在焚烧过程中HCl的排放和脱除特性的实验在准等温、电加热的水平石英管反应器中进行 .随着床温从 70 0℃升高到 90 0℃ ,HCl的转化率从 82 5%平缓增加到 88 3% ,而过量空气系数的增加促使部分HCl转化为Cl2 ( 1 9%～ 4 5% )的形式存在 .钙基吸收剂CaCO3,Ca(OH) 2 ,Ca(CH3COO) 2 对HCl的脱除效率高达 68%～ 79% ,而镁基吸收剂的脱氯效率却低于 3% .小的吸收剂粒径、高的Ca/Cl比会促进脱氯效率的提高 ;烟气中CO2 和H2 O对脱氯效率的影响与它们在反应平衡中所起作用有关 .高温下燃烧固氯机理反应的平衡常数的计算不仅诠释了实验结果 ,而且提供了脱氯吸收剂选择的依据 .

燃煤过程中钙基及镁基吸收剂对HCl吸收作用的试验研究

通过固定床试验证明,钙基吸收剂的脱氯效率高于镁基吸收剂.CaO脱氯的最佳条件是:反应温度500～700℃,停留时间5～20min.考虑到经济性,Ca/Cl不宜太大.在高温段,由于脱氯产物CaCl2的高温水解,CaO的脱氯效率急剧降低.因此,在链条炉中或煤粉炉中可以通过尾部喷钙的两段燃烧脱氯方式,降低反应空间温度和减少脱氯产物停留时间,从而提高脱氯效果.

改性钙基吸附剂的汞吸附特性实验研究

利用汞渗透管产生的气态单质汞和其他烟气主要气体成分模拟烟气条件,在固定床实验台上进行了以消石灰、飞灰和由两者混合物改性的3种物质作为吸附剂吸附单质汞的实验研究。实验结果表明,Ca(OH)2吸附Hg0效果较差,SO2的存在对Ca(OH)2吸附Hg0有促进作用;经改性的普通高活性钙基吸附剂对Hg0吸附效果比消石灰稍强,SO2的存在促进了普通高活性钙基吸附剂对Hg0的吸附;有添加剂的高活性钙基吸附剂对Hg0的吸附效率比普通高活性钙基吸附剂增加约30%,当有SO2存在时,有添加剂的高活性钙基吸附剂对Hg0的吸附效率略低,而穿透时间延长。利用改性钙基吸附剂可以实现烟气中SO2和Hg0以相对较低的成本同时脱除。

O_2/CO_2方式下钙基吸收剂在脱硫过程中微观结构变化的研究

本文研究了 Ｏ２／ＣＯ２方式下钙基吸收剂在脱硫过程中微观结构的变化。研究结果表明，不同浓度的 ＣＯ２对孔隙结构的影响完全不同；且提高温度有利于改善高浓度ＣＯ２气氛下钙基吸收剂煅烧后的孔隙结构，较之空气气氛，高浓度ＣＯ２气氛更有利于高温下炉内喷钙脱硫。

钙基吸收剂脱硫反应特性的研究

本文对两种钙基吸收剂——ＣａＯ和Ｃａ（ＯＨ）２的脱硫反应机理进行了试验研究。对两者的反应活性进行了比较，并就一些因素（包括吸收剂粒径、脱硫反应温度、Ｆｅ２Ｏ３、ＮａＣｌ、Ｖ２Ｏ５和ＺｎＯ等添加剂等）对脱硫活性的影响作了研究，所得结论对脱硫反应的优化。

高CO_2浓度下钙基吸收剂脱硫的实验研究

本文进行了高ＣＯ２浓度下钙基吸收剂脱硫的实验研究。结果表明，高浓度ＣＯ２下钙基吸收剂的脱硫效率随脱硫时间的变化与空气条件下显著不同。孔隙结构分析及热重分析等手段表明高ＣＯ２浓度主要影响了钙基吸收剂的煅烧分解过程，形成了有利于脱硫反应的孔隙结构。实验结果还表明提高温度有利于改善高浓度ＣＯ２气氛下钙基吸收剂煅烧后孔隙结构，在适当的脱硫时间内，高温下高浓度ＣＯ２气氛比空气气氛更有利于炉内喷钙脱硫。

中温干法钙基脱除剂脱硝性能的实验研究

使用固定床小型实验台和循环流化床中型实验台，研究了中温干法脱硫技术中的钙基脱除剂的脱硝性能。在700-800℃的温度范围内，由粉煤灰和石灰快速水合的脱除剂有较强的将NH，氧化成NO的性质，其活性接近石灰。脱除剂在固硫之后具有催化NH，还原NO的性质，将NH，氧化为NO的产物选择性也显著降低。中试规模的循环流化床实验结果表明，在720～740℃，氨氮比为1．71时，脱硝率达到60．33％；同时，喷入的氨除参加脱硝反应外，均被还原成N2，出口没有多余的氨泄漏。该文还提出了同时脱硫脱硝的最佳温度范围和还原剂的加入位置。

钾钠盐类对钙基CO_2吸附剂循环碳酸化的影响

钙基CO2吸附剂如石灰石在循环煅烧/碳酸化过程中随着循环次数的增加碳酸化转化率迅速衰减,这对CO2的捕捉极为不利。该文在常压煅烧/碳酸化反应器系统上研究KCl、K2CO3、NaCl和Na2CO3作为添加剂对CaCO3循环碳酸化特性的影响。结果表明,在初始循环时,钾钠盐类的添加造成CaCO3碳酸化转化率的明显衰减,但随着循环次数的增加,添加剂使CaCO3转化率下降缓慢,反而高于原CaCO3转化率。钾盐较钠盐对CaCO3循环捕捉CO2能力有更好的促进作用,钾/钠氯化物比钾/钠碳酸盐效果更好。在CaCO3中添加质量比为0.5%～0.6%的KCl,碳酸化温度在680～700℃时,吸附剂能取得最高的循环碳酸化转化率,经20次循环反应后转化率可达0.44,而在相同条件下原CaCO3转化率仅为0.21。KCl对CaCO3碳酸化的影响包括两方面。一方面,KCl虽然在初始循环时使CaCO3煅烧后的比表面积和比孔容减小,但在长期的循环中能够使它们保持稳定;另一方面,KCl能增加反应中碳酸化产物层的缺陷浓度,有可能增大未反应Ca离子通过产物层的扩散率。因此添加了KCl的CaCO3能够在长期煅烧/碳酸化循环中保持良好的碳酸化性能。

O_2/CO_2气氛下燃煤的钙基脱硫规律的实验研究

对含硫量较高的煤种在不同气氛和工况条件下 ,SO2 的排放和吸收过程 ,开展了较为系统的实验和分析工作。实验结果表明 :较之空气气氛 ,高CO2 浓度对煤燃烧过程中SO2 的排放有重要影响 ,并可显著提高钙基脱硫剂的高温脱硫效率。这些结果为利用新型O2 CO2 循环燃烧方式下污染排放的综合治理技术奠定了基础。

燃煤烟气同时脱硫脱硝机理概述

按机理的不同,将烟气同时脱硫脱硝技术分为两大类。较全面的介绍了目前有代表性的同时脱硫脱硝技术的机理和特点。认为同时脱硫脱硝技术相比于单独脱硫脱硝具有良好的经济性和灵活的技术选择性。其中以钙基吸附剂为主体的常温干法/半干法同时脱硫脱硝技术,有低成本、脱除产物易处置、不用水或少用水等特点,是适合我国国情的一项燃煤污染防治技术。

新型钡基高温燃烧固硫剂的研究与应用

The desulfurization technology during coal combustion in furnace has been a competitive choice for middle and small industrial boilers to meet the environmental protection requirements,with the advantage of low cost and convenient operation.The ordinary calcium-based sorbents such as limestone and calcium carbide residue have low desulfurization efficiency during coal combustion because of CaSO 4 decomposition.The sulphation product BaSO 4 which don’t decompose until 1580?℃ has much better thermal stability than CaSO 4 which rapidly decompose at about 1300?℃.A new type of barium-based sorbent with high desulfurization efficiency was developed.ZCS intelligent sulfur determination analyzer was used to study sulfur capture mechanism during the high temperature combustion process of coal.In addition the dynamic sulfur capture process of the mixture of barium-based sorbent and calcium-based sorbent was studied in detail.Industrial grate furnace experiment revealed that the desulfurization efficiency of barium-based sorbents could reach 35.5%, which is higher than 13.88% of calcium-based sorbent.It implied that the desulfurization effect of barium salt was much better than calcium salt during coal combustion at about 1200～1300?℃.

硝酸锰对钙基吸收剂循环煅烧/碳酸化捕集CO_2的影响

采用Mn(NO3)2对钙基CO2吸收剂进行浸渍改性。在常压双固定床煅烧/碳酸化反应器系统上,研究了改性钙基吸收剂循环煅烧/碳酸化捕集CO2的反应特性,并分析了其在循环反应中的微观结构。结果表明:Mn/Ca摩尔比、碳酸化温度、煅烧温度等对改性吸收剂循环捕集CO2特性有较大影响。Mn/Ca摩尔比为1.0∶100和700℃碳酸化时,改性吸收剂可获得最大碳酸化转化率,高于相同反应条件下的未处理吸收剂的转化率;Mn(NO3)2的加入提高了吸收剂在高煅烧温度(>950℃)下的抗烧结性能;经Mn(NO3)2改性后吸收剂煅烧产物的孔隙结构得到了改善,这有利于CO2的循环捕集。

干性条件下脱硫反应中孔分布模型的研究

该文利用压汞分析微观手段,对吸收剂孔结构的实验数据提出脱硫剂的孔径分布满足高斯函数分布形式,在此基础上,充分考虑了吸收剂颗粒内部孔结构在硫化反应过程中的变化,建立了干性条件下 SO2和多孔 CaO 反应的孔分布数学模型。模型计算结果与试验结果吻合较好,能够很好地反映脱硫反应的本质过程,可以用来预测脱硫剂的钙转化率。

粉煤灰改性钙基吸收剂循环碳酸化实验研究

钙基吸收剂循环煅烧/碳酸化反应吸收CO2是经济高效的CO2减排方法之一。为提高吸收剂的CO2循环捕集效率,文中利用粉煤灰对钙基吸收剂进行改性处理并考察其循环碳酸化性能。具体考察不同溶液条件下采用水合化法,以及对粉煤灰进行研磨、煅烧或碱浸等预处理手段优化制备改性吸收剂的碳酸化性能,并从成分和微观结构方面揭示吸收剂碳酸化特性提高的原因。结果表明,粉煤灰改性钙基吸收剂能提高吸收剂的碳酸化性能。其中,在50%乙酸溶液中水合条件下制备的改性吸收剂的碳酸化性能较好,经历8次循环反应碳酸化转化率较未改性CaO提高了84%;粉煤灰经研磨、煅烧或碱浸等预处理后制备的改性吸收剂的碳酸化性能得到进一步提高。粉煤灰改性钙基吸收剂在循环反应过程中生成CaSiO3和Ca12Al14O33,是改性吸收剂碳酸化性能得以提高并随循环次数增加衰减缓慢的主要原因。

钙基烟气脱硫剂制备的实验研究

采用正交实验 ,研究了水合制备高效钙基烟气脱硫剂时各制备条件对产物的影响。结果表明 ,水合时间、水合温度Ca(OH) 2 /CaSO4的质量比 ,以及飞灰 / (Ca(OH) 2 +CaSO4)质量比四个条件对脱硫剂比表面积的形成有显著的影响 ;从而由单因素实验得出一最佳钙基脱硫剂制备条件组合。此外 ,通过XDR分析 ,测定了脱硫剂的物相组成 。

煤燃烧固氟剂及固氟效果研究

通过热力学分析煤燃烧过程中钙基固氟剂固氟反应机理和高温高效钙基固氟剂开发原则 ;通过流化床和链条炉燃烧试验考察石灰石和钙基固氟剂燃烧固氟效果 .试验表明 :流化床燃烧时石灰石燃烧固氟效果明显 ,在Ca/F =6 0～ 70时 ,脱氟率可达到 6 6 7%～ 70 0 % ;链条炉燃烧试验表明 :利用工业废料开发的钙基固氟剂固氟效果显著 ,在Ca/F =6 5～ 80时 ,脱氟率为 5 7 32 %～ 75 19% .在燃煤过程添加石灰石和钙基固氟剂具有固氟固硫的双重作用 .

贝壳类新型钙基脱硫剂的试验研究

将贝壳用于流化床进行燃烧脱硫试验研究 ,并与一种优质石灰石比较 .结果表明 ,贝壳具有比石灰石更高的脱硫效率和钙利用率 ;并且具有更好的高温硫化反应活性 ,贝壳的最佳脱硫温度比石灰石约高 10 0℃ .利用压汞仪对试验样品进行微观结构测定 ,煅烧后贝壳的微孔直径主要集中在 0 2— 5 0 μm之间 ,而石灰石的微孔直径主要集中在 0 0 0 5— 0 14 2 μm之间 ,贝壳表现出较好的微观孔结构特性 .研究表明 。

热重分析法研究贝壳固硫反应动力学

采用热分析法研究了贝壳和石灰石固硫反应过程，用等效粒子模型对固硫反应过程进行了表征，计算分析了其固硫反应动力学参数．结果表明，贝壳比石灰石含有较多的碱金属盐，其作用是提高了贝壳固硫反应速率常数和有效扩散系数．贝壳固硫反应中存在补偿效应．根据等动力学温度判别固硫剂活性适用于不同反应控制区的活性判断．碱金属成分对钙基固硫剂活性有正负两个方面的影响，含量过大或过小都会削弱固硫剂活性，因而存在最适含量．在1073—1273K温区固硫时，钙基固硫剂中碱金属离子与钙离子摩尔比为1：50左右时固硫活性较高．

CO_2捕集的研究现状及钙基吸收剂的应用

温室气体CO_2是当今世界环境恶化的主要原因之一,近年来针对CO_2的捕集技术也相继被研究。磷石膏是湿法冶炼磷酸的副产物,具有产量大、微辐射性等特点,严重危害自然环境和人类健康。本文阐述二氧化碳捕集与封存(CCS)以及燃烧后捕集的三大方法的具体技术原理与特点,着重分析利用钙基吸收剂捕集CO_2的技术特点和优势,提出CO_2捕集技术的探索方向并指出利用磷石膏分解渣作钙基吸收剂矿化捕集CO_2的思路。当前对CO_2捕集的研究多停留在吸收剂捕集方面,单纯吸收剂虽吸收效果较好,但其成本较高。磷石膏分解渣作钙基吸收剂不仅有着良好的捕集效果,且解决了成本问题,实现了"以废制废"的思路。