O2-CO2氣氛下改性方解石煅燒分解與固硫特性研究.pdf

1、本文借助固定床反應(yīng)器和TGA 實(shí)驗(yàn)，結(jié)合XRD、SEM、N2 吸附儀等測(cè)試儀器對(duì)O2/CO2 氣氛下方解石、改性方解石（Na-Treated）和海貝殼（Scallop）的靜態(tài)煅燒分解、燒結(jié)和固硫特性進(jìn)行了研究；然后運(yùn)用沉降爐系統(tǒng)進(jìn)行了動(dòng)態(tài)固硫特性實(shí)驗(yàn)研究，考察了氣氛、溫度和CO2分壓等因素的影響。通過(guò)系統(tǒng)研究，闡述了O2/CO2氣氛下方解石脫硫機(jī)理，并對(duì)堿金屬Na在強(qiáng)化方解石脫硫效率方面進(jìn)行了解釋。
　　 首先對(duì)方解石、改性方解

2、石與海貝殼的煅燒分解、燒結(jié)特性進(jìn)行研究。實(shí)驗(yàn)和模擬研究結(jié)果表明：CO2分壓是影響CaCO3分解的主要因素之一，低CO2 濃度時(shí)，方解石煅燒起始分解溫度更加依賴于CO2分壓，而當(dāng)CO2分壓大于0.5時(shí)，CO2分壓對(duì)煅燒反應(yīng)的影響減弱。隨著CO2分壓的增高，脫硫劑起始分解溫度升高，煅燒反應(yīng)活化能E 增大，加入Na2CO3 改性可以明顯降低方解石煅燒反應(yīng)的活化能E。同時(shí)借助SEM、XRD 測(cè)試分析后發(fā)現(xiàn)：方解石煅燒產(chǎn)物呈現(xiàn)出小孔孔徑分布，晶粒

3、較小，容易燒結(jié)粘連一起堵塞內(nèi)孔；相對(duì)于O2/CO2 氣氛，O2/N2 氣氛下燒結(jié)更為嚴(yán)重，形成大片粘連的晶粒群，BET和PV 降低明顯，這也是導(dǎo)致O2/N2 較O2/CO2 氣氛下脫硫效率低的主要原因。此外煅燒過(guò)程中堿金屬Na的添加，因煅燒過(guò)程中晶格重組，使得改性方解石和海貝殼煅燒產(chǎn)物具有典型的大孔孔徑分布，燒結(jié)明顯減緩，經(jīng)過(guò)1800s 煅燒后，BET和PV是相同工況下方解石的4 倍。
　　 其次運(yùn)用模擬煙氣方法對(duì)方解石等鈣基脫

4、硫劑在O2/CO2 氣氛下靜態(tài)硫化特性進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。結(jié)果表明：O2/CO2 氣氛下脫硫機(jī)理由傳統(tǒng)的CaO-SO2 機(jī)理轉(zhuǎn)變成為CaCO3-SO2 機(jī)理。在相同工況下，O2/CO2 氣氛比O2/N2 氣氛有高的脫硫效率；同時(shí)改性方解石與海貝殼均可以提高脫硫效率，加入Na2CO3 改性可以顯著提高方解石脫硫效率，且受硫化溫度影響較小。O2/CO2 氣氛下噴鈣脫硫?qū)嶒?yàn)結(jié)果表明：方解石、改性方解石以及海貝殼的鈣轉(zhuǎn)化率在850℃和1000℃分別

5、為35.92％和30.07％、67.03％和72.65％和36.43％和54.7％。
　　 最后借助于沉降爐系統(tǒng)，考察了溫度、氣氛和Ca/S 摩爾比等因素對(duì)方解石爐內(nèi)噴鈣脫硫效率的影響，同時(shí)對(duì)比研究了改性方解石、海貝殼與方解石之間脫硫效率的差異。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：與傳統(tǒng)O2/N2 氣氛相比，O2/CO2 氣氛具有較高的最佳脫硫溫度更寬的最佳脫硫溫度區(qū)間，最佳脫硫溫度和脫硫區(qū)間為1000℃和1000-1100℃。
　　 堿金屬