含堿工業(yè)廢棄物煅燒及固硫反應動力學特性研究.pdf

1、目前，我國潛在的煤炭資源和燃煤發(fā)電的經濟性決定了煤炭在能源消費中仍占據(jù)主導地位，由此造成的燃煤污染一直是我國環(huán)境污染的重點，其中控制含硫污染物的排放是治理燃煤污染的一項重要內容。大量工業(yè)廢棄物堆積排放，污染周邊環(huán)境，如果能夠利用其脫硫，不僅可以減少廢棄物堆積造成的環(huán)境污染，而且能達到以廢治污的目的，環(huán)境保護和經濟效益非?？捎^。本文正是基于此考慮，對部分工業(yè)廢棄物用于燃煤固硫的煅燒和固硫反應動力學特性進行了系統(tǒng)研究。 首先，本

2、文利用熱重分析儀對白泥、電石渣、堿渣和鹽泥4種工業(yè)廢棄物及淄博石灰石進行煅燒實驗研究，分析其煅燒反應動力學參數(shù)——活化能E，并通過分析煅燒實驗的數(shù)據(jù)，預測4種工業(yè)廢棄物的固硫性能。研究結果表明，廢棄物的煅燒分解溫度區(qū)間比石灰石大，使得廢棄物在不同反應溫度下固硫時其有效離子利用率相對較大，取得更好的固硫效果。白泥和電石渣有著相似的煅燒反應動力學特性，煅燒反應的活化能都隨著煅燒度的增加而減小，堿渣和鹽泥的煅燒反應動力學特性相似，煅燒反應活化

3、能隨著煅燒度的增加而增大。由此可以推測，白泥、電石渣具有類似的固硫反應動力學特性，鹽泥和堿渣的固硫反應動力學特性相似。 其次，本文利用等效粒子模型研究4種工業(yè)廢棄物和淄博石灰石的固硫反應動力學特性，計算并分析了動力學參數(shù)——活化能E、表面化學反應速率常數(shù)k和產物層擴散系數(shù)Ds。結合固硫劑的固硫反應溫度特性，綜合分析其固硫性能。研究結果表明，無論在表面化學反應控制階段還是在產物層擴散控制階段，等效粒子模型都能很好地描述工業(yè)廢棄物和

4、淄博石灰石的固硫反應過程。廢棄物中含有較多的堿金屬氧化物，明顯提高了固硫反應的化學反應速率常數(shù)和產物層的有效擴散系數(shù)。綜合分析動力學參數(shù)k、D<,s>、E<,a>、E<,p>及溫度特性曲線得出，白泥和電石渣具有相似的固硫反應特性，堿渣與鹽泥的固硫反應特性相似； 電石渣和白泥的固硫效果較好，鹽泥次之，石灰石較差，堿渣的固硫效果最差。 最后，本文研究了添加Ba(OH)<,2>對4種工業(yè)廢棄物和淄博石灰石的固硫反應溫度特性及動

5、力學特性的影響規(guī)律。結果表明，添加Ba(OH)<,2>能夠明顯改善各種固硫劑的固硫效果，增加有效離子的利用率，使得各種廢棄物與石灰石的高溫固硫反應性能得到了改善；添加Ba(OH)<,2>，不同程度地降低了固硫劑在表面化學反應控制階段的活化能E<,a>，而增加了產物層擴散階段的活化能E<,p>；加入Ba(OH)<,2>后，電石渣、堿渣和鹽泥化學反應控制階段的速率常數(shù)都降低，白泥、石灰石化學反應控制階段的速率常數(shù)都提高，白泥、電石渣和石灰石