钙基吸收剂脱除SO2和HCI研究进展
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２ ０ １ ３年 ６ 月
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 。
ｂａｓ ｅｄ ｓ ｏｒ ｂｅｎｔ ｓ ｗｅｒ ｅ ｉ ｎ ｔ ｒ ｏｄｕ ｃｅｄ ｒ ｅｓｐｅ ｃｔ ｉ ｖ ｅｌ ｙ． ｔ ｈ ｅｎ ｉ ｎｔ ｅｒ ｐｌ ａｙ ｂｅｔ ｗｅ ｅｎ ｄｅＳｕ Ｉ ｆ ｕ ｒ ｉ ｚ ａｔ ｉ Ｏｎ ａｎｄ ｄｅ ｃｈＩ Ｏｒ ｉ ｎａｔ ｉ Ｏｎ ｗｅｒ ｅ ａｎ－
应， Ｃ ａ Ｏ固硫 反 应 的机 理 一 直 是 一 个 难 点 。 Ｃ ａ Ｏ 的
但是 ， 近 年来 一些 试 验结 果 发现 等 效 粒 子模 型
应 用在 产物 层扩 散 控 制 阶段 时 ， 气 体 扩 散 机理 无 法 解 释一 些 添加剂 对扩 散 系数影 响 的现象 。为 了弄清 气 固反 应 中起决 定 作 用 的物 质 ， 研 究 时 采 用 的标 记 方 法 主要有 惰性 标记 方法 和 同位 素标记方 法 。 １ ． ２ 影响脱 硫 的 因素
关键词 ： 脱硫 ； 脱氯 ； 钙 基 吸 收 剂
Ａｂ ｓｔ ｒ ａｃ ｔ ： Ｔｈｅ ｒ ｅａｃ ｔ ｉ ｏｎ ｍ ｅｃｈａｎ ｉ ｓｍ ａｎｄ ｉ ｎ ｆ ｌ ｕ ｅｎｃｉ ｎｇ ｆ ａｃｔ ｏｒ ｓ ｏｆ ｄｅ ｓｕＩ ｆ ｕ ｒ ｉ ｚａｔ ｉ Ｏｎ ａｎｄ ｄ ｅｃｈＩ Ｏｒ ｉ ｎａ ｔ ｉ Ｏｎ ｗｉ ｔ ｈ ｃ ａｌ ｃｉ ｕｍ —
分 钙基 固硫 的动 力学 研究 都是建 立 在等效 粒子模 型 的基础 上 ， 此外 ， 该模 型在 其他 氧化 物高温 固硫 中模
拟 效果 也不 错 。
锅 炉 中加 入 吸收 剂可 以有 效降 低燃 料燃 烧气 体
Ｓ Ｏ ， 和 Ｈ Ｃ １ 的排 放 ， 尤 其 是 对 含 有 生 物 质 或 垃 圾 等 含氯 量 较高 的燃 料 。高温 钙基 固硫 是典 型 的气 固反
ａｌ ｙｚ ｅｄ． Ｔｈ ｅ ｐｏｓ ｓｉ ｂｉ ｌ ｉ ｔ ｙ ｏｆ ｓｉ ｍ ｕｌ ｔ ａｎｅｏｕ ｓ ｄｅｓｕｌ ｆ ｕ ｒ ｉ ｚａ ｔ ｉ ｏｎ ａｎｄ ｄｅｃ ｈｌ ｏｒ ｉ ｎａｔ ｉ ｏｎ ｗｉ ｔ ｈ ｃ ａｌ ｃｉ ｕ ｍ —ｂ ａｓｅｄ ｓｏｒ ｂｅｎ ｔ ｓ ｗ ｅｒ ｅ ｅｘ — ｐｌ ｏｒ ｅｄ ． ｔ ｈｅ ｆ ｕ ｔ ｕ ｒ ｅ ｉ ｍ ｐｒ ｏ ｖｅｍ ｅｎｔ ｅｍ ｐｈ ａｓｉ ｓ ｗａｓ ｐｏｉ ｎ ｔ ｅｄ ｏｕ ｔ ． Ｔｈｅ ｔ ｅｃ ｈｎｉ ｃ ａｌ ｒ ｅｆ ｅｒ ｅｎｃ ｅ ａｎ ｄ ｔ ｈｅｏｒ ｅｔ ｉ ｃａｌ ｂ ａｓｉ ｓ ｆ ｏｒ ｓ ｉ ｍ－ ＵＩ ｔ ａｎｅｏｕ ｓ ＳＯ ａｎｄ ＨＣｌ ｃｏｎ ｔ ｒ ｏｌ ｆ ｏ ｒ ｆ ｕ ｅｌ ｃｏｍ ｂｕｓ ｔ ｉ ｏｎ ｗ ｅｒ ｅ ｐｒ ｏｖｉ ｄｅｄ． Ｋｅ ｙ ｗｏｒ ｄｓ： ｄｅｓ ｕｌ ｆ ｕ ｒ ｉ ｚａ ｔ ｉ ｏｎ； ｄｅｃ ｈｌ ｏｒ ｉ ｎ ａｔ ｉ ｏｎ； ｃ ａｌ ｃｉ ｕ ｍ — ｂａ ｓｅｄ ｓ ｏｒ ｂｅｎ ｔ
１ ． ２ ． １ 脱 硫 剂 的 影 响
固硫 反 应 主要有 两 个 阶段 ： 第 一 阶段 为表 面化 学 反
应 阶段 ， 主要反应是 Ｓ Ｏ ，和 Ｏ ，在 Ｃ ａ Ｏ 颗 粒 表 面 反
应 生成 Ｃ ａ Ｓ Ｏ 产 物层 ； 第 二 阶 段 为产 物 层 扩 散 控 制
阶段 ， 主要是 Ｓ Ｏ ， 和通 过 Ｃ ａ Ｓ Ｏ 产物 层 扩 散 到 内部 Ｃ ａ Ｏ表 面从 而 生 成 Ｃ ａ Ｓ Ｏ 。第 一 阶 段 的反 应 很 快 ， 所 以第 二 阶段 是 Ｃ ａ Ｏ 脱 硫 反 应 的决 定 步 骤 。基 于 对 扩散 控制 阶段 的不 同研 究 ， 未 反 应 核 收缩 模 型 和
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 。
ｂａｓ ｅｄ ｓ ｏｒ ｂｅｎｔ ｓ ｗｅｒ ｅ ｉ ｎ ｔ ｒ ｏｄｕ ｃｅｄ ｒ ｅｓｐｅ ｃｔ ｉ ｖ ｅｌ ｙ． ｔ ｈ ｅｎ ｉ ｎｔ ｅｒ ｐｌ ａｙ ｂｅｔ ｗｅ ｅｎ ｄｅＳｕ Ｉ ｆ ｕ ｒ ｉ ｚ ａｔ ｉ Ｏｎ ａｎｄ ｄｅ ｃｈＩ Ｏｒ ｉ ｎａｔ ｉ Ｏｎ ｗｅｒ ｅ ａｎ－
应， Ｃ ａ Ｏ固硫 反 应 的机 理 一 直 是 一 个 难 点 。 Ｃ ａ Ｏ 的
但是 ， 近 年来 一些 试 验结 果 发现 等 效 粒 子模 型
应 用在 产物 层扩 散 控 制 阶段 时 ， 气 体 扩 散 机理 无 法 解 释一 些 添加剂 对扩 散 系数影 响 的现象 。为 了弄清 气 固反 应 中起决 定 作 用 的物 质 ， 研 究 时 采 用 的标 记 方 法 主要有 惰性 标记 方法 和 同位 素标记方 法 。 １ ． ２ 影响脱 硫 的 因素
关键词 ： 脱硫 ； 脱氯 ； 钙 基 吸 收 剂
Ａｂ ｓｔ ｒ ａｃ ｔ ： Ｔｈｅ ｒ ｅａｃ ｔ ｉ ｏｎ ｍ ｅｃｈａｎ ｉ ｓｍ ａｎｄ ｉ ｎ ｆ ｌ ｕ ｅｎｃｉ ｎｇ ｆ ａｃｔ ｏｒ ｓ ｏｆ ｄｅ ｓｕＩ ｆ ｕ ｒ ｉ ｚａｔ ｉ Ｏｎ ａｎｄ ｄ ｅｃｈＩ Ｏｒ ｉ ｎａ ｔ ｉ Ｏｎ ｗｉ ｔ ｈ ｃ ａｌ ｃｉ ｕｍ —
分 钙基 固硫 的动 力学 研究 都是建 立 在等效 粒子模 型 的基础 上 ， 此外 ， 该模 型在 其他 氧化 物高温 固硫 中模
拟 效果 也不 错 。
锅 炉 中加 入 吸收 剂可 以有 效降 低燃 料燃 烧气 体
Ｓ Ｏ ， 和 Ｈ Ｃ １ 的排 放 ， 尤 其 是 对 含 有 生 物 质 或 垃 圾 等 含氯 量 较高 的燃 料 。高温 钙基 固硫 是典 型 的气 固反
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１ ． ２ ． １ 脱 硫 剂 的 影 响
固硫 反 应 主要有 两 个 阶段 ： 第 一 阶段 为表 面化 学 反
应 阶段 ， 主要反应是 Ｓ Ｏ ，和 Ｏ ，在 Ｃ ａ Ｏ 颗 粒 表 面 反
应 生成 Ｃ ａ Ｓ Ｏ 产 物层 ； 第 二 阶 段 为产 物 层 扩 散 控 制
阶段 ， 主要是 Ｓ Ｏ ， 和通 过 Ｃ ａ Ｓ Ｏ 产物 层 扩 散 到 内部 Ｃ ａ Ｏ表 面从 而 生 成 Ｃ ａ Ｓ Ｏ 。第 一 阶 段 的反 应 很 快 ， 所 以第 二 阶段 是 Ｃ ａ Ｏ 脱 硫 反 应 的决 定 步 骤 。基 于 对 扩散 控制 阶段 的不 同研 究 ， 未 反 应 核 收缩 模 型 和