钙基固硫剂固硫效果的影响因素初探
钙基固硫过程中发生的总反应_概述说明以及解释
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。
钙基固硫消除二氧化硫污染方程式
钙基固硫消除二氧化硫污染方程式二氧化硫（SO2）是一种常见的空气污染物，主要来源于工业排放和燃烧过程中的硫含量燃料。
SO2对环境和人类健康造成严重影响，包括酸雨的形成、空气污染和对呼吸系统的危害。
因此，减少和消除二氧化硫的排放已成为环保工作的重要任务之一。
钙基固硫是一种常用的二氧化硫治理技术。
这种技术利用含钙的吸收剂将SO2转化为固体硫化钙（CaS），从而实现对SO2的去除。
本文将深入探讨钙基固硫技术的原理、方程式和应用，以及相关的环境保护和可持续发展问题。
一、钙基固硫技术原理1.1 SO2的吸收在钙基固硫过程中，首先需要将SO2吸收到含钙的吸收剂中。
一般来说，石灰石（CaCO3）或生石灰（CaO）是常用的吸收剂。
SO2与吸收剂发生化学反应，生成硫酸钙或亚硫酸钙等化合物。
1.2反应方程式SO2 + CaCO3 + 1/2O2 → CaSO4 + CO2SO2 + CaO + 1/2O2 → CaSO41.3硫酸钙和亚硫酸钙的生成硫酸钙（CaSO4）和亚硫酸钙（CaS）是固硫过程中生成的主要产物。
它们是稳定的固体化合物，可以方便地收集和处理。
二、钙基固硫技术应用2.1工业烟气脱硫钙基固硫技术已广泛应用于工业烟气脱硫领域。
例如，火力发电厂、钢铁厂、水泥厂等生产过程中会产生大量含硫废气，通过钙基固硫技术可以有效去除这些废气中的SO2，减少对环境的污染。
2.2燃煤锅炉脱硫燃煤锅炉是SO2排放的重要来源之一。
利用钙基固硫技术对燃煤锅炉的烟气进行脱硫处理，可以大幅减少SO2的排放量，改善空气质量。
2.3工业废气处理除了烟气脱硫外，钙基固硫技术也可用于处理工业废气中的二氧化硫。
例如，炼油厂、化工厂、矿山等企业在生产过程中产生的含硫废气，可以通过固硫技术达到环保要求。
2.4低浓度SO2处理相比其他治理技术，钙基固硫技术对SO2的去除效率较高，同时适用于低浓度SO2的处理。
这使得该技术在各种不同情况下都有着广泛的应用前景。
钙基脱硫剂高温固硫性能的影响因素试验分析
ｓｈｏｗ ｈｉｇｈｅｒ ｄｅｓｕｌｆｕｒｉｚａｔｉｏｎ ｒａｔｅｓ ａｔ ｔｈｅ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ａｒｏｕｎｄ ９００ ℃ ．Ｏｘｉｄａｔｉｏｎ ａｔｏｍｓｐｈｅｒｅ ｉｓ ｍｏｒｅ ａｐｐｌｉｃａｂｌｅ ｔｏ ｔｈｅ ｄｅｓｕｌｆｕｒｉｚａｔｉｏｎ ａｔ ｔｈｅ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｂｅｌｏｗ １ ０００ ℃ ．２．０ ～２．５ ｉｓ ａｎ ａｐｐｒｏｐｒｉａｔｅ Ｃａ／Ｓ ｒａｔｉｏ ｕｎｄｅｒ ｈｉｇｈ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ．Ｔｈｅ ｃｏｍｐｌｅｘ ｄｅｓｕｌｆｕｒｉｚｉｎｇ ａｇｅｎｔ ｂｙ
为 了验证钙 基 固硫剂 固硫 率 的影 响 因素 ，开 发 一 种新 型的固硫 剂 ，为 经济 有效 地提 高 钙基 固硫 剂 在高温下 的反应 活性和提 高固硫产物 的抗 高温分解 能力而进行 了试 验 。使用 复合 添加剂是 为尽 可能 的 加宽最佳 固硫 温度范 围，维持稳 定 的高温 固硫 率 ，使
宋春燕 ， 肖宝 清 （北 京科技 大学土木 与环 境 工程 学 院 ，北 京 １０００８３）
摘 要 ：对 含 硫 量 为 １．５１％ 的 大 同煤 ，在 不 同 的气 氛 和工 况 下 加 入 钙 基 脱 硫 剂 ，并辅 以 添 加剂 ，在 ８００～１ ２００℃ 的 高 温
下 开展 了较 为 系 统 的试 验 和 分 析 。与 ＣａＣＯ 和 ＣａＯ相 比 ，Ｃａ（ＯＨ），具 有 更好 的 高 温 固硫 性 能 ；Ｃａ（ＯＨ） 、ＣａＣＯ 和 ＣａＯ 在
燃煤钙基固砷剂的影响因素研究
燃煤钙基固砷剂的影响因素研究
陈锦凤
【期刊名称】《环境污染与防治》
【年(卷),期】2009(031)007
【摘要】利用电石渣、CaCO3、CaCO3·Ca(OH)3和Ca(OH)2作为燃煤钙基固砷剂,通过正交试验研究了固砷剂种类、固砷剂用量、燃烧温度及煤粒径对固砷效果的影响.结果表明,燃烧温度是影响燃煤固砷的最显著因素,最佳为1 050℃;钙基固砷剂中CaCO3和电石渣的固砷效果最好,其次是CaCO3·Ca(OH) 2,Ca(OH) 2的固砷效果最差;钙基固砷剂用量按Ca、S摩尔比计量为2.0、煤粒径为160～200目时,钙基固砷剂具有较好的固砷效果,而且具有固砷固硫的双重作用.
【总页数】3页(P59-61)
【作者】陈锦凤
【作者单位】武汉理工大学资源与环境工程学院,湖北,武汉,430070
【正文语种】中文
【中图分类】X7
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1.燃煤钙基固氟剂的固氟效果研究 [J], 张珍;魏宁;孙洋;张静
2.高砷燃煤固砷剂的研究 [J], 杨慧;苏庆平;张坤;邱志球
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5.有机钙燃煤固氟剂的固氟效果和表面形态研究 [J], 刘静; 向轶; 刘建忠
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不同钙基固硫剂对高硫煤固硫效率的影响研究
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。
型煤中钙基固硫剂的高温固硫特征
2
01825
7
F0101 ( 2, 2) = 99100, F0101 ( 1, 2) = 98150 F0105 ( 1, 2) = 18151, F0110 ( 1, 2) = 8153
从表 4的方差分析结果可知 , 固硫剂品种对型 煤固硫效率的影响最为显著 , Ca / S摩尔比影响比 较显著 , 床层高度的影响显著 , 鼓风量也有一定的 影响 , 这与极差分析结果一致 。
注 : 煅烧时间为 300 s。
212 钙硫 Ca / S摩尔比的影响 煤燃烧过程中 Ca / S摩尔比对固硫率有显著影 响影响 , 这说明了反应量总是随着反应物浓度的增 加而增加的化学反应过程的普遍规律 。提高 Ca / S 摩尔比能大幅度提高固硫率 , 但是不可燃的固硫剂 加入越多 , 对燃烧过程也越不利 , 靠单纯多加入固 硫剂提高固硫率的方法并不可取 。 213 床层高度的影响 床高度对固硫率影响显著 , 这是由于含固硫剂 的型煤层越厚 , 逸出的 SO2在炉中与固硫剂相遇而 发生反应概率越大 , 对提高固硫率也越有利 。 214 鼓风量的影响 鼓风量对固硫有一定的影响 , 鼓风量增加 , 参
表 5 3 种固硫剂在不同温度下的比表面积变化
固硫剂
不同煅烧温度下固硫剂的比表面积 /m2 ·g - 1
未煅烧
850 ℃
1 050℃ 1 250℃
石灰石 电石渣 消石灰
01426 211739 191453
301563 351492 321718
231658 291343 271379
81867 41054 31896
CaO + l/2O2 + SO2
CaSO4
这是一个气固非均相反应 , 固硫反应是在固硫
固硫剂的研究现状(国内)
固硫剂的研究现状（国内）
• 石灰石（主要成分是CaCO3）、电石渣（电石厂废渣，主 要成分有Ca(OH)2、SiO2、Al2O3、Fe2O3等）、白泥（含 Sr 的工业废弃物）、CaO，其中CaO 是用石灰石在 900℃下灼 20 分钟制成的。实验表明，白泥和电石渣在1 000~ 1100 ℃时固硫率较高，其中白泥在1 000 ℃时固硫 率高达84.5%，甚至高于CaO 的固硫率。但当温度升高 到1 200 ~ 1 300 ℃时，白泥和电石渣的固硫率迅速降低， 即白泥和电石渣具有较高的低温固硫效果。石灰石在1 000~1100℃时固硫率只有50%左右，而到1200℃以上， 石灰石的固硫率开始明显高于白泥和电石渣。也就是说， 石灰石的高温固硫效果比白泥和电石渣要好。 • 石灰石和电石渣相配合比单一石灰石或电石渣的固硫效果 好，其最佳配比为 40: 60 ~ 60: 40 之间。这两种固硫剂 相配合，在1300℃时不能形成稳定的高温固硫产物，为 此又添加了一些含金属盐或金属氧化物的工业废料，以促 进钙基固硫剂的固硫效果。
•
固硫剂的研究现状（国内）
• 2.固硫剂的研制现状 • 2.1钙基固硫剂 • 试验表明，CaCO3、CaO、Ca(OH)2 三种固硫剂Ca(OH)2 的固硫效果最好，其次是 CaO 和 CaCO3。这和其发生固 硫反应的温度和其颗粒的结构有关。Ca(OH)2固硫反应开 始的温度低（500℃），在500℃即可发生分解反应生成 CaO，固硫反应和煤大部分硫析出的温度区间相吻合，因 此固硫效果好。而CaCO3分解生成CaO所需的温度高， 即900℃才发生煅烧反应，它不能在低温阶段进行有效的 固硫，低温时会有部分SO2随烟气逸出，固硫效果较差。 从固硫颗粒结构上分析，Ca(OH)2分解释放SO2反应速率 高，所以Ca(OH)2固硫效果好于CaO，其最佳固硫温度是 800 ~1000℃。
钙基复合催化法对石灰石固硫影响的试验
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。
燃煤固硫中钙基固硫添加剂的研究进展
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。
固体废物对钙基固硫剂促进作用的研究
排放体积分数及排放量。从水分增强钙基活性的观
点来看，可以认为：由于ＮａＣｌ的存在提高了煤的吸潮
特性，脱硫反应可在更湿润的表面条件下进行，而
“液相”条件一般总是更有利于反应的进行，从而改
善了煤中存在的钙基脱硫剂对ＳＯ：的吸收特性，使其
对ｓ０：的捕获能力大大提高。
第二：使煤在燃烧过程中形成的孔隙量增加。
第２３卷第１２期 ２００９年１ ２月
化工时刊
Ｃｈｅｍｉｃａ｜Ｉｎｄｕｓｔｒｙ Ｔｉｍｅｓ
Ｖ０１．２３，Ｎｏ．１２ Ｄｅｃ．１ ２．２００９
ｄｏｉ：ｌＯ．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００２一１５４Ｘ．２００９．１２．０１１
固体废物对钙基固硫剂促进作用的研究
江传力 孔小红 马晓燕
（黑龙江科技学院资源与环境学院，黑龙江哈尔滨１５００２７）
Ｃａｃ０３固硫彰（％）５．８２ ６．３２ ６．９４ １３．５２ ２０．Ｏｌ ２４．０５
ｃ８ｃ０３＋电石渣
５５．０ｌ ４８．５２ ４１．５２ ３８．２１ ３６．７３ ３４．２５ （１：６）固硫率／（％）
由上表可以看出不同的钙基固硫剂有不同的温 度效应［７’１０｜，ｃａｃＯ，高温下固硫效果比较好，电石渣 在低温效果比较好，若把两者结合起来其协同作用应 该比单一的要好，表７所示，混合钙基固硫剂的固硫 效果显然要比单一的要好，这主要是因为当燃煤刚进
２．２微观结构的改变 ２．２．１ 电石渣样品煅烧后的孔隙特性分析
通过压汞法测得电石渣在不同的燃烧条件下孑Ｌ 隙分布特征。
表５表明：由于电石渣的主要成分是氢氧化钙， 氢氧化钙的分解温度底，再加上其结构疏松，在高温 下就极易烧结，比表面呈下降趋势。
表５煅烧样品的孔隙分析 Ｔａｂｌｅ ５ ＰＯｒｅ ａｓｓａｙ ｏｆ ＣａＩＣｉｎｅｄ ＳａｍｐＩｅＳ
固体废物对钙基固硫剂促进作用的研究
ａ ｏｄｓｏｅ ｅ ａ ｔｅｍａ ｒｃｍ ｏ ｅ ｔ ｉ ｓｌ ｓ ｒ ｏ ｏ ｌ ｃ ａ ｇ ｅｍ ｃｏｃｐｃｓ ｕ ｔｒ，ｂ ｔ ｌ ａｅｔｅ ｌ ｉ ｖｒ ｓ ｈ ｔ ｊ ｏ ｐ ｎｎｓ ｎ ａ ｌ ｒ ｎ ｔ ｎｙ ｈ ｎｅｔ ｉ ｓｏｉ ｔ ｃｕｅ ｕ ｓ ｈ ｖ ｓ ｃ ｉ ｔ ｈ ｏ ｔ ｕ ｙ ｈ ｒ ｒ ａｏ ｈ
Ｊａ ｇ Ｃ ｕ ｎｉ Ｋｏ ｇ Ｘｉｏ ｏ ｇ Ｍａ Ｘｉｏ ａ ｉｎ ｈ ａ ｌ ｎ ａｈ ｎ ａｙｎ
（ ｅｏ ｒｅａｄＥ ｖ ｏ ｍ ｎ ｎ ｉｅｒ ｇＤ ｐ． Ｈ ｉ ｎｊ ｎ ｎｔｕｅｏ ｃｅｃ ｎ ｅｈ ｏｏｙ Ｒ ｓｕｃ ｎ ｎ ｉ ｎ ｅ ｔ ｇ ｅ ｎ ｅｔ ， ｅｌ ｇ ａ ｇＩｓ ｔ ｆ ｉ ｅａ ｄＴ ｃｎ ｌ ， ｒ Ｅ ｎ ｉ ｏ ｉ ｉｔ Ｓ ｎ ｇ Ｈ ｉ ｎｊ ｎ ａ ｒｉ １０ ２ ） ｅｌ ｇｉ ｇＨ ｅｂｎ ５ ０ ７ ｏ ａ
第２ ３卷 第 １ ２期 ２０ ０ ９年 １ ２月
化 工时刊
Ｃ ｅ ｉａ Ｉ ｄ ｓ ｒ ｉ ｅ ｈ ｍ ｃ ｌ ｎ ｕ ｔｙ Ｔ ｍ ｓ
Ｖ １２ Ｎｏ １ ｏ ． ３， ． ２ Ｄｅ ． ２． ０ ９ ｃ１ ２ ０
ｄ ｉ１ ． ９ ９ ｊ ｉ ｎ １ ０ ｏ：０ ３ ６ ／ ． ｓ ． ０ ２—１ ４ ２ ０ ． ２ ０ １ ｓ ５ Ｘ． ０ ９ １ ． １
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 ８１ ： 。通过 Ｓ Ｍ分析发 Ｅ 现， 调质改善了固硫剂颗粒 的孑 隙分 布 ， Ｌ 使同硫剂颗粒 的表 面微 观形貌发 生改变 ， 而提高 了固硫 剂的固硫性能 。同 从 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
钙基固硫剂的制备及其固硫效果
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。
复合固硫剂对型煤固硫的影响研究
复合固硫剂对型煤固硫的影响研究第5卷第7期环境工程学报Vol．5，No．7 2011年7月Chinese Journal of Environmental Engineering Jul．2011复合固硫剂对型煤固硫的影响研究李莹英郭彦霞程芳琴*谢园园王菁（山西大学资源与环境工程研究所，太原030006）摘要固硫型煤作为煤燃烧中脱硫的一种重要方法，在燃煤SO2的减排方面起着重要的作用。
为了考察固硫剂和固硫添加剂对型煤固硫及其对型煤燃烧释放SO2的规律的影响，对利用氧化镁和氧化钙为固硫剂，以煤矸石和粉煤灰为固硫添加剂进行了研究，同时通过XRD和SEM表征，进一步探讨了固硫剂及添加剂的固硫作用和机理。
研究结果表明：（1）CaO和MgO可与煤燃烧释放的SO2结合生成MgSO4和CaSO4，从而有效降低煤在低温段（200 600?）的SO2释放量，然而，生成的MgSO4不稳定，在高于700?时会发生还原分解而重新释放出SO2；（2）煤矸石中的SiO2和Al2O3可在型煤燃烧过程中形成物质Ca5（SiO4）2（SO4），该物质热稳定性较高，抑制了硫酸钙的分解，从而提高了型煤的固硫率。
关键词氧化镁氧化钙固硫型煤固硫添加剂中图分类号X701.3文献标识码A文章编号1673-9108（2011）07-1592-06Effect of compound sulfur retention agent on sulfur retentionbehaviors of coal briquettesLi Yingying Guo Yanxia Cheng Fangqin Xie Yuanyuan Wang Jing（Institute of Resources and Environment Engineering，Shanxi University，Taiyuan030006，China）Abstract Clean coal briquette is one of the most effective techniques of sulfur fixing during coal burning，it plays an important role in reducing sulfur dioxide．In order to find out the sulfur retention and behaviors of sul-fur retention agent and additive agent，the coal gangue and coal ash based on magnesia-and calcium-base sulfur retention agents were studied．Furthermore，sulfur retention mechanisms were discussed based on XRD and SEMcharacterizations．The results show that：（1）CaO and MgO can react with SO2and turn into CaSO4and MgSO4atlow temperatures（200 600?）．MgSO4，however，is easily decomposed at700 900?and decrease the sulfurretention rates．（2）SiO2and Al2O3in coal gangue can react with CaSO4into a more stable substanceCa5（SiO4）2（SO4）at high temperatures and thus restrain the decomposition of sulfate species．Key words magnesia；calcium oxide；sulfur retention；coal briquette；sulfur retention additive agent基金项目：山西省科技攻关项目（2007031148）；国家国际科技合作项目（2011DFA90830）；山西省回国留学人员科研资助项目收稿日期：2010－01－28；修订日期：2010－04－21作者简介：李莹英（1983 ），女，硕士研究生，主要从事洁净煤方面的研究工作。
钙基复合添加剂的固硫机理及其对固硫产物的影响
SO2形成酸雨对生态系统的影响及破坏主要表现在使土壤酸化和贫瘠化 农作物 及森林生长减缓 湖水酸化 鱼类生长受到抑制 对建筑物和材料有腐蚀作用 加速 风化过程等 [12,13] 例如[13] 1982年夏季 重庆连降酸雨 6月18日夜一场酸雨过后
%
核 能 2 10~20
新能源 5 其中
锅炉是煤炭的最大用户
我国全年发电总量为 1.85 万亿千瓦时
火电发电量为 1.50 万亿千瓦时 共需要 5.63 亿 t 标准煤
按照目前全国平均供电煤耗约 375 克/千瓦时计算
折算到原煤(以 21000kJ/kg 计)大约是 7.88 亿 t [5] 目前我国
大量SO2排放 大气中SO2浓度过高及酸雨的形成已严重影响了人体健康 破坏了 生态系统 对工农业生产造成极大损失
SO2对人体的呼吸器官有很强的毒害作用 造成鼻炎 支气管炎 哮喘 肺气肿 肺 癌等 据北京 上海 天津 沈阳 太原等地的调查表明[12] 这些城市重污染区内居民 的慢性支气管炎 鼻炎 咽炎患病率比轻污染区和对照区高0.5 l倍 个别城市其至高2 3倍 由于大气中SO2浓度每年增加10ìg/m3 使呼吸系统疾病的死亡人数增加5%
煤炭仍然是
预计以煤为主要能源的能源结构在未来的 30 50 年间都不会有很大变化
[3]
表 1-1 我国的能源构成 年 份 1985 2000 2050 煤 炭 72.8 70.0 60~70 石 油 20.9 19.5 5.0 2003 年 天然气 2.0 4.0 5.0 水 能 4.3 6.0 6.0
工业锅炉约 50 多万台 其中中小型层燃锅炉占 70% 各种窑炉约 16 万座 年耗煤在 4亿 以上[6,7] 电站锅炉和工业锅炉总共耗煤近 11.88 亿 另外 我国还有燃煤炊事炉灶 1 亿多个 约占年产原煤总量 16.67
钙基吸收剂脱除SO2和HCI研究进展
电 力 科
技 与 环 保
第２ ９卷 第 ３期
钙 基 吸收 剂 脱 除 Ｓ Ｏ２和 ＨＣ Ｉ 研 究 进 展
Ｒｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ ｐ ｒ ｏ ｇ ｒ ｅ ｓ ｓ ｏ ｆ ｓ ｉ ｍｕ ｌ ｔ ａ ｎ ｅ ｏ ｕ ｓ ｄ ｅ ｓ ｕ ｌ ｆ ｕ ｒ ｉ ｚ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｎ ｄ ｄ ｅ ｃ ｈ ｌ ｏ ｒ ｉ ｎ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｗｉ ｔ ｈ ｃ ａ ｌ ｃ ｉ ｕ ｍ — — ｂ ａ ｓ ｅ ｄ ｓ ｏ ｒ ｂ ｅ ｎ ｔ ｓ
等 效 粒 子 模 型 是 比较 经 典 的模 型 。 未 反 应 核 收 缩 模 型 … 指 的是 未反 应 的 Ｃ ａ Ｏ 颗 粒 随 着 固 硫 反 应 的 进
虽 然石 灰石 作 为传统 的钙 基脱 硫材料 有着 资源 丰富 ， 廉价 易得 等特 点 ， 但 在 高温 固硫时 利用率 普遍
中图分类号 ： Ｘ Ｔ Ｏ Ｉ ． ３
文献标识码 ： Ｂ
文 章编 号 ： ｌ ６ ７ ４— ８ ０ ６ ９ （ ２ ０ ｌ ３ ） ０ ３一 Ｏ ０ １ — ０ ５
１ 钙 基 吸收 剂 脱 除 Ｓ Ｏ：的研 究
１ ． １ 反 应 机 理
间变化 的动 力学 曲线 上存 在两个 特 征转化 率 。大部
王 茜， 韩 奎 华
（ 山东大 学能 源与 动力 工程 学 院 ， 山东 济南Leabharlann ２ ５ ０ ０ ６ １ ）
摘要 ： 分 别 介 绍 了钙 基 吸 收 剂 脱 硫 和 脱 氯 的机 理 和 影 响 因素 ， 分 析 了脱 硫 、 脱 氯 的 相 互 影 响 。 探 讨 了钙 基 吸 收 剂 协
同脱 硫 脱 氯 的 可行 性 ， 指 出 了 未来 研 究 方 向 ， 为 今 后 实现 燃 烧 中 同 时脱 硫 、 脱 氯提 供 理 论 依 据 和 技 术 参 考 。
用TG_FTIR考察煤燃烧过程中石灰石固硫影响因素_邹学权
第25卷 第4期2002年10月煤炭转化CO A L CO NV ERSIONV ol.25 N o.4O ct.2002用TG-FTIR考察煤燃烧过程中石灰石固硫影响因素邹学权1) 刘 毅1) 武建军2) 摘 要 大量燃煤伴随而来的环境问题是SO2污染及酸雨,用钙基固硫剂固硫可以降低SO2污染,改善大气环境质量,是一种投资少,见效快的实用技术.用碳酸钙作为吸收剂,考察了煤燃烧过程中固硫的影响因素.实验表明,用石灰石固硫的最佳工况条件是温度为1000℃左右,钙硫比为3∶1.关键词 热重-红外,固硫,燃烧,石灰石中图分类号 X701.30 引 言煤炭是我国的主要能源,目前已探明的储量为1145亿t,预计到2050年煤炭需求达30亿t～40亿t,因此我国以煤为主的能源结构在相当长的时间内不会改变,我国煤炭利用的主要方式上直接燃烧,由于煤中硫分的存在,起燃烧过程中生成的SO2对环境造成的污染问题越来越受到人们的重视.我国各主要污染源的统计表明,燃煤排出的SO2占其总量的80%以上,为了减少燃煤过程SO2的排放,各国能源工作者一直致力于开发新型高效脱硫技术的研究.燃烧炉内石灰石颗粒脱硫技术,因具有投资少,简便易行等优点,愈来愈引起研究者的极大兴趣.石灰石(主要成分是CaCO3)作为固硫剂,在干燥状态下,它能与SO2很好地反应,它反应的主要途径是自身分解生成CaO(即生石灰),生石灰作为固硫剂,性质很活泼,很容易与SO2发生反应.反应机理如下:Ca CO3CaO(s)+CO2(g)CaO(s)+SO2(g)+1/2O2Ca SO4(s)石灰石脱硫效果受诸条件的影响,本文以热重-红外(TG-FTIR)联用手段,考察温度和Ca/S对脱硫效果的影响.1 实验部分1.1 仪器与试剂 N ET ZSC H409C型热重分析仪;N ICOLET560型傅立叶变换红外光谱仪以及相应的TG-FT IR接口;分析纯碳酸钙;四川地区高硫煤.1.2 实验方法把高硫煤制成粒度小于0.2mm的分析煤样,按不同Ca/S比加入一定量的碳酸钙,混合均匀,然后取一定量的混合煤样放入热重分析仪中,用模拟空气气氛(N2流量为80L/min,O2流量为20L/ min)进行燃烧,燃烧生成的气体经T G-FTIR接口进入红外光谱仪进行定性分析.固硫率的计算是把混合煤样放入马弗炉中在相应温度下燃烧,灰渣用自动定硫仪定硫以确定被固定硫分质量,进而确定固硫率.2 结果与讨论本实验采用的四川高硫煤的工业分析和形态硫分析结果,见表 1.表1 原料煤工业分析与形态硫分析数据Ta ble1 Pro ximate a nalysis and sulfur fo rm analysis o f co alProximate analysis/%,ad Sulfur form analysis/%,ad M V A S t S p S o S s0.9013.3516.46 3.14 2.100.940.10中国矿业大学“211工程”建设项目子课题. 1)硕士生;2)副教授,中国矿业大学化工学院,221008 徐州收稿日期:2001-07-222.1 燃烧温度对固硫的影响钙硫比为2情况下,煤粉燃烧过程中硫析出情况的热重曲线见图 1.煤燃烧过程中硫分的析出跟图1 煤燃烧中SO 2析出的热重曲线Fig .1 T G Curv es of SO 2r elease during co al combustio n煤中形态硫的含量有密切关系.一般来说,脂肪硫的析出温度为300℃～320℃,硫铁矿硫的析出温度为400℃～450℃,噻吩硫的析出温度为480℃～590℃,硫酸盐硫为1100℃以上.从与热重联用的红外谱图(见图2)上可以看到有较强的SO 2析出峰.在420℃时应该主要是煤中黄铁矿硫的氧化析出.碳酸钙受热分解的热重曲线见图3,从曲线上可以看到,所用碳酸钙在670℃左右开始缓慢分解,在800℃左右分解率达到最大,由于没有分解的碳酸钙对SO 2没有固定作用,因而煤燃烧放出的SO 2直接以气体形式排出,没有形成硫酸钙形式固定下来,从而影响了固硫效果.图2 420℃时煤燃烧析出物质的红外谱图Fig .2 F T IR curv es o f the r eleased ma tter during coa l co mbustio n at 420℃ 在温度在1150℃左右,由于生成的硫酸钙要发生分解反应,可从红外谱图中见到有微弱的SO 2析出峰(见图4).从指导生产角度来说,当用碳酸钙作为固硫剂固硫时,应该控制炉温范围;温度太低,碳酸钙没有分解生成活性的氧化钙;温度太高,生成的硫酸钙要热分解从而又形成SO 2析出,影响了固图3 Ca CO 3分解的热重曲线Fig .3 T G curv es o f the decom po se o f CaCO3图4 420℃时红外光谱的匹配图Fig .4 The matching fig ure of F T IR curves a t 420℃硫效果.综合两方面因素考虑,石灰石最佳的固硫温度在1000℃左右.一般来讲,单纯用碳酸钙固硫效果比较差,现在许多地方都使用氢氧化钙或向碳酸钙中添加添加剂从而改善其低温固硫性能.2.2 钙硫比对固硫效果的影响不同钙硫比条件下煤燃烧的热重曲线见第41页图 5.从右端看,最下面的曲线是纯煤粉的燃烧热重曲线,从下到上依次钙硫比为1,2,3,3.5,也就是说,钙硫比越大,失重的百分比就越小,即固硫效果越好,这一点可以从固硫率的计算上看出.固硫率数值见第41页表 2.由于用碳酸钙固硫效果不好,所40 煤 炭 转 化 2002年以固硫率数值偏低.图5 不同钙硫比条件下的热重曲线Fig .5 T G curv es in conditio n o f differe nt ratio o f Ca and S表2 不同C a /S 下的固硫率T able 2 Efficency of sulfur fix ation in conditio n of different ra tio of Ca and SCa /S Sulfur fix ation /%1 5.71216.99324.30 3.525.46 固硫率随Ca /S 增大而提高(见图6),在低的图6 不同Ca /S 下固硫率的变化曲线Fig.6 Curve o f the v a rie ty o f sulfur fix ation in co mditio n o f differe nt ratio o f Ca a nd SCa /S 比时,脱硫效率增加较快,随着Ca /S 比不断增大,脱硫效率的增加速率减缓.在本实验中,当钙硫比为3时,脱硫效率的增加速率就开始减缓,所以可认为最佳的Ca /S 比为3左右.工业实际中考虑到生产成本和炉内的结渣问题一般不会选择太大的Ca /S 比.同时从图7可以看出,随Ca /S 增大,煤的燃烧热效应降低,因而太大的Ca /S 比也不利于煤的燃烧放热.图7 不同钙硫比条件下的差热曲线Fig.7 D SC in co ndition of differ ent radio Ca and S3 结 论(1)温度对石灰石固硫影响作用较大,温度太低,石灰石未发生分解反应,没有固硫作用,温度太高,生成的硫酸钙会受热分解,从而影响固硫效果.石灰石固硫最佳反应温度为1000℃.(2)Ca /S 是影响石灰石固硫作用的又一重要因素.固硫率随Ca /S 增大而提高,在低的Ca /S 比时,脱硫效率增加较快,随着Ca /S 比不断增大,脱硫效率的增加速率减缓.本实验中最佳的钙硫比为3左右.参 考 文 献[1] 陆永琪.钙基固硫剂固硫机理的研究:[博士学位论文].北京:清华大学,1992[2] Davini P .An Inves tigation of th e Influ ence of Sodium Chloride on the Desulfu rization Properties of Limes tone .Fuel ,1992,71:831[3] 彭 辉.煤燃烧炉内石灰石脱硫反应机理的分析.煤化工,1998,21(1):36-39(下转第53页)41第4期 邹学权等 用T G -FT I R 考察煤燃烧过程中石灰石固硫影响因素 [7] 美国康涅狄格州燃烧工程有限公司.内循环流化床(ICFB)燃烧系统.中国专利,CN1142261A.1997-02-05[8] 王政民.有纵向旋流分离器的内循环流化床燃烧炉.中国专利,CN2336195Y.1999-09-01[9] 盛宏至,黎 军,魏小林等.燃烧高水分煤低热值燃料的内旋流流化床燃烧技术研究.燃烧科学与技术,1997,3(3):309-315[10] 郝金华.非均匀布风内旋流流化床埋管传热特性的实验研究:[学位论文].北京:中国科学院力学研究所,1996[11] 田文栋.内旋流流化床特种燃烧锅炉实验研究:[学位论文].北京:中国科学院力学研究所,1997[12] 田文栋,魏小林,盛宏至.内旋流流化床燃烧系统设计研究.热能动力工程,1999,14(5):15-19[13] 田文栋,魏小林,吴东垠等.内旋流流化床颗粒运动的研究.热能动力工程.2000,15(1):9-11[14] 赵明举,叶峻岭,谢克昌等.一种气体分布板.中国专利,01202747.2.2001-01-03STUDY OF UN-UNIFORM DISTRIBUTOR OF IN TERNALLYCIRCULATING FLUIDIZED BEDZhao Mingju Cao Qing Song Qiyue*and Xie Kechang(State Key Laboratory of C1Chemistry and Technology,Shanx i Key Lab of Coal Science and Technology,Taiyuan University of Technology,030024Taiyuan;*Taiyuan Coal Gasif ication(Group)Corparation Ltd.030024Taiyuan)ABSTRACT A new ty pe distributor of internally circula ting fluidized bed(ICFB)was de-velo ped based on previous researcher s wo rk.It has tw o zones:o ne loca tes in the central zo ne of distributor with a far pitch o f ho les(low er opening ra tio),fo rming a m ov ing bed,a nd ano ther lo-ca tes in the margin zo ne of distributo r with a near pitch o f ho les(hig her opening ratio),forming a fluidized bed.The tw o zones share the sam e wind-box.The distributo r w as studied in a transpa r-ent fluidized bed apparatus.An inter nal circulatio n w as o bserv ed.KEY WORDS interna lly circulating fluidized bed,ICFB,distributor(上接第41页)STUDY ON IN FLUENCING FACTORS OF S ULFUR CAPTUREDURING COAL COMBUSTION WHEN USING LIMESTO N EAS S ORBENT BY TG A N D FTIRZou Xuequan Liu Yi and Wu Jianjun(Chemical College of China Unversity of Mining and Technology,221008X uzhou)ABSTRACT The hug e coal co mbustio n has resulted in the serio us po llution of SO2emission and acid rain.Sulfur retentio n using calcium sorbent can reduce the po llutio n o f SO2,improv e the quality of air evironm ent.It is a low in v estm ent a nd efficient technique.The influencing factors of the fix atio n of sulfur during coal combustion by using CaCO3as so rbent hav e been studied in this paper.The results show the optim um test co nditio ns are that the tem perature is1000℃and the Ca/S molar ratio is3∶1.KEY WORDS TG-FTIR,sulfur fix atio n,combustion,limesto ne 53第4期 赵明举等 不均匀布风的内循环流化床特性研究 。
粘土矿对碳酸钙高温固硫反应的影响
粘土矿对碳酸钙高温固硫反应的影响
李宁;卢俊波
【期刊名称】《环境保护》
【年(卷),期】1998()4
【摘要】本文研究了不同含量，不同粘土矿类型在不同温度下对碳酸钙固硫作用的影响。
结果表明，在１２００℃高温下，在碳酸钙固硫剂中添加０．７％粘土矿Ｉ。
固硫率从１６％提高到３１％，提高率为９４％，当在碳酸钙中加入复合固硫剂时，固硫率提高到４１％，提高率高达１５６％。
【总页数】3页(P43-45)
【关键词】固硫剂;粘土矿;烟气;大气污染;污染防治;脱硫
【作者】李宁;卢俊波
【作者单位】浙江大学化学系;浙江大学能源工程系
【正文语种】中文
【中图分类】X511.05
【相关文献】
1.燃煤高温固硫的机理及固硫影响因素探讨 [J], 张威;王梅;刘明;于丰阁
2.高温固硫物相硫铝酸钙生成反应灰色关联分析及预测模型 [J], 刘耀鑫;杨天华;李润东;魏砾宏;李桂华;周俊虎;岑可法
3.添加剂 La2 O3对钙基固硫剂高温固硫效果的影响 [J], 马廷权
4.高温复合固硫剂固硫率影响因素的灰色关联分析 [J], 汪碧容;袁东;袁基刚;周斌
5.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
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源的国家之一,每年以燃烧方式消耗的煤炭占整个 煤炭消耗总量的 8 %以上.煤炭的直接燃烧会排 0 放出大量的气体污染物,如二氧化硫 (0 ) 5 : ,氮 氧化物 ( O ) N 二 ,一氧化碳 (O C )及挥发性的有机 化合物等.若对这些污染物不加以控制,将会导致
2 石灰石固硫反应机理
在煤中加入固硫剂,可以吸收煤燃烧中产生的 硫化物,目 前添加的固硫剂多为石灰石或其它钙基 化合物,具有固硫能力的矿石 ( 如石灰石,白云 石) ,生石灰,矿渣和工业废弃物都是固硫剂的来
K y od: i dsl r f e u u aet i l ni at s e w rs f e u u ; i ds1 r gn;n u c gf o x f x P fe n c r
1 概
述
了燃前脱硫的技术难度,硫的赋存形态不同,脱硫 方法也不同.
我国是世界上少数几个以煤炭为主要一次性能
次试验中,C S / a 比选在 30 . 左右较为合适 .
求 \ 并 来 明
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2
3 4
波数/ , c m一
图
钙/ 硫
到
心. l
40 5℃时煤燃烧析 出物的红外谱图
煤 ( 四川某高硫煤)的静态燃烧试验,同时采用在 线红外光谱检测二氧化硫 (q )的释放.图 1 S ,
图2 分别为在 4 ℃和 6 ℃时煤燃烧析出物的红 0 5 0
外光谱图.
从而减少了硫酸盐在 co表面的堆积影响,使得 a 固硫率升高.尽管增大 C S比,可以提高固硫 / a 率, 但实际上并未提高固硫剂的利用率, 而且造成 废渣量显著增加. 将原料煤 四川某高硫煤)按不同的 C S比 ( / a 进行固硫率测定, 试验结果见图 3 .从图中可以看 出固硫率随 C S比增加而提 高.在 C S小于 / a / a 3 时,固硫率增加的幅度较大;当 C S不小于 / a 3 时,固硫率增加幅度减小,基本趋于稳定.在该
波数 m一 c / :
目
勺 自
60 0℃时煤燃烧析出物的红外谱图
当固硫剂的粒度减小时, 其比表面积相应增大, 在一定程度上可减小外扩散阻力, 提高反应速率, 使 C"的利用率增大.以四川高硫煤为原料,选 a ' 择 C S比为 30 / a .,固硫剂 CC 3 a0 的粒径分别为 3 m m m 一l m,<l m . m m 一0Z m,<0Z m进行 .m 固硫率测定,试验结果如图 4 .从图 4 可看出,随 着固硫剂粒径的减小 ,固硫率明显提高.但靠减小
A t c: u u d x e ou o f ol un gcu b eue yad gf e u u aet R at nm cai o l et e s a b r t Sl r i i Pltno cabri ol erdcdb di i dsl r gn. eco ehn m fi s n f o d li 一 n d n x f i s m o ad h nl ni f t s r i rdcdi h PPr T ePoe Poot no C/ , n h rpr ri i fi ds1 r n t f ec g c r ae n oue nti ae. h rPr rPro f a5 adt oe ga z f e u u ei u n a o t s i eP nseo x f a t ad di h i 一ef m ne dio 卯n ae h e i i at o iPo t e c o f i u u. 罗n, n ad gt g Pr r ac ad i n eh h o tna t r t fc v ht m rv h f t fin l r e teP e e e x gs f
中图分类号: Q 3. T 549
文献标识码:B
文章编号:10一 7 20)0一03 3 07 67(07 4 4一 7 0 0
T en unigfc r nte f c o f e u u aet oti dclu o h ef t f i dsl r gn cna e a i h if ec a t s l n o e x f n cm
另外, g N ,Z 添加剂会对钙基化合物的 , a n M
粒径/ mm
图4 固硫剂粒径与固硫率关系
53 反应床层温度的影响 . 煤中含硫化合物在燃烧过程中,5 : 0 的排放在
0 ℃左右已基本完成.其中,有机硫的排放温度 60 在4 ℃以前,具有析出温度低,过程短的特点. 0 而CC 3 aO 必须在 8 ℃左右才能分解为活性的氧化 5 2
C 的浓度几倍于 5 a ,大大增加了 CO的反应表面, a
5a 型煤灰中硫的含量, :— d %; , — td sa 空气干燥型煤中全硫的含量, %;
A: d 空气干燥型煤的灰分, — %.
4 原料煤燃烧过程中 5 : 0 释放规律
该实验使用热分析天平模拟空气气氛进行原料
第4 期
煤质技术
20 年 7 07 月
钙基固硫剂固硫效果的影响因素初探
魏 宁,赵 波
西安 ) ,陕 西 西安 ( 国家煤炭质量监督检验 中心 ( 70 5 ) 10 4
摘 要:添加固 硫剂可降低大量燃煤所带来的二氧化硫污染,该文着重介绍了石灰石固硫反应机理
以及影响因素,表明了选择合适的 C S比,适宜的固硫剂粒度和添加高性能的添加剂是提高钙基 / a 固硫效果的有效途径. 关键词 :固硫 ;固硫剂;影响因素
固硫效果产生影响.添加这些添加剂改变了煤样燃 烧特性,主要表现是 5 : 0 释放比较均匀,不是集 中在短时间内大量排放.以上说明了添加剂抑制了 硫化合物的分解,从而使煤样在燃烧炉内的停留时 间小于固硫产物完全分解所需要的时间,提高了固 硫剂的固硫效果. 55 5 : . 0 浓度的影响
反应气体中52 0 的浓度对 CO的转化率有重 a
硫醚类和硫葱类官能团.煤中硫的形态分布,增加
a 0 在燃烧固硫时反应机理如下: cC 3 C C 3 C O+ O () aO 一 a C : 1 C O+ 0 一 C S 3 () a 5: aO 2 4 aO 一 CS 3 aO 4 CS 3 a + CS () 3 CS 2 : CS 4 () a + 0 一 aO 4 该反应属于非催化气固反应 ,不是单纯的表面 化学反应, 而是由反应气体在石灰石内孔的扩散, 反应气体在产物层的扩散和表面化学反应 3 个过程 祸合所组成.而且固体反应物孔结构随着反应的进 行而变化, 锻烧生成的 CO颗粒上遗 留了大量的 a
( a乞 a C a Q a艺 u evs a dlse i et X n , i刀705 , n 恤 ) X 恤 10 4 C i ) N t 刀l l o l夕S Pri n nPc o ne i . O t e t nC r( h a
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不同 C / a5比下的固硫率变化曲线
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52 固硫剂的粒度的影响 .
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般早于 C C : a O 的锻烧反应.
1 0 c 一一1 0 c 一附近出现较强的 5 : 30 m ' 40 m ' 0 的特 征红外吸收峰,而图2 0 的特征红外吸收峰非 中5 2
常微弱 ,说明在 6 ℃时 5 : 0 0 已经基本析出完毕.
5 钙基固硫剂固硫的影响因素
5I C / . a5比的影响
微孔.反应气体 (0 和 0 )与颗粒 Co反应的 5: : a 历程为:反应气体克服颗粒外部的扩散阻力到达 a CO颗粒表面; 反应气体扩散进入颗粒的微孔中;
4 3
万方数据
第 4期
煤质技术
20 年 7月 07 通过上述 2个图的对比可以发现 ,图 1中在
反应气体扩散通过产物层到达未反应的 co表面 a ( 对于初始反应的 co a ,则不存在此过程) ;反应气 体与 CO进行化学反应,生成 C 认.因为煤中硫 a S a 的形态不同,其析出形式也有所不同,硫的析出一
钙,然后进行固硫反应.由于燃烧时炉温一般很 高,有机硫的析 出速率大大快于 CC 3 a0 的分解, 使含硫气体未与固硫剂反应就已逸出.另外, 温度 过高还会使固硫剂表面烧结失活. 为研究燃烧温度对固硫率的影响,当其它试验 条件相同时,改变管式高温炉的加热温度,分别测 定 80 ,90 0o C 0℃,100 ,110 ,120 时 0o C 0o C 0℃ 的固硫率,实验结果如图 5 .图 5 显示固硫率随温 度增高而降低,由于高温下 C O 分解所致,尤 S a ;
能.将 2 %的 N Z仇 作为添加的助剂,经预活化 a C 处理后,可明显提高固硫剂的利用率.这是由于
60 5 50 45 40
<1 02 ~ .
< 02 .
NZO 的加入促使CO晶格重排, a . C a 形成有利于固
硫的孔分布及孔径尺寸.同时,N Z0 本身也具 aC 3 有一定的固硫作用 ( 如生成 N:0 , a O) a 4 NZ 3. 5 S
源.
十分严重的环境问题.酸雨正是 52 N 二 0 和 O 对环 境污染的最好证据.据统计,全国目前 9 %以上 0 的省区有酸雨现象存在,每年由于 5 : 0 污染造成 的经济损失达数百亿元,并对人类赖以生存的生态 环境造成危害〔.因此, ' 〕 如何降低二氧化硫污染问 题以及固硫剂的固硫效果等研究显得很有必要. 煤中硫从形态上可分为有机硫和无机硫 2 大 类, 无机硫主要包括: ①硫化物硫,主要是黄铁矿 硫和白铁矿硫;②元素硫;③硫酸盐硫,包括石 膏,绿矾等.有机硫在煤中无固定含量, 一般含硫 低的煤中所含的主要是有机硫.有机硫是煤中有机 质分子结构中的组成部分,其组成极为复杂, 但通 常认为煤中有机硫含有硫醇类,噬吩类,硫酿类,