矿化剂对硫蒸气还原分解镁法烟气脱硫石膏的影响

镁法烟气脱硫副产物(镁石膏)的再生分解是镁法烟气脱硫技术大规模应用的关键。为了降低镁石膏的分解温度,采用硫蒸气作还原剂对镁石膏分解。此外,向反应物料中添加Fe_2O_3、Al_2O_3、CaO和CaCl_2等几种矿化剂,考察了它们不同的添加质量比对再生SO_2的影响。结果表明,CaO的添加对镁石膏的分解效果最好,当添加质量比为10%的CaO时,其产生的SO_2浓度达到了12.24%。当添加质量比为5%的Fe_2O_3时,其产生的SO_2浓度达到了11.63%。此外,当添加质量比为10%的Al_2O_3时,其产生的SO_2浓度达到了10.86%。CaCl_2的添加抑制了镁石膏的分解。     

规模化制备钙基复合载氧体的性能研究

采用规模化制备方法得到了两种钙基复合载氧体,并分别在冷模流化床和固定床上考察了其机械强度和循环反应性能。结果表明:制备的两种复合载氧体各组分分布均匀,机械强度较好。通过对磨损前后粒度分布变化和时变规律的比较,得到的CaAlFe载氧体耐磨损性能较好,510 min后磨损率仅为3.83%。热重实验表明,CaAlNi载氧体同煤之间的反应在12 min内完成,反应速率稍快,但CaAlFe载氧体同煤的反应更彻底。选择CaAlFe载氧体进行了5次还原-氧化循环实验,固体产物和气体产物分析表明CaAlFe载氧体具有良好的持续循环反应能力。因此,所研究规模化制备的CaAlFe载氧体适用于工业生产。     

铁基复合载氧体煤化学链气化反应特性及机理

以水蒸气作为气化/流化介质,在流化床中研究了两种铁基复合载氧体的化学链气化反应特性及循环特性,并对气化过程中的反应机理、动力学方程进行了推断。结果表明:温度为920℃时,添加不同修饰物的铁基复合载氧体与煤焦气化的反应活性依次为Fe4Al6K1>Fe4Al6>Fe4Al6Ni1。在多次循环实验过程中,合成气成分保持稳定,表明Fe4Al6K1复合载氧体循环特性良好。XRD谱图分析表明,六次氧化还原实验后的铁基载氧体氧化态仍为Fe₂O₃。K⁺主要以铁酸钾形态存在,该结构有利于促进化学链气化反应。利用高斯函数对气化反应速率进行了峰拟合,拟合结果表明化学链气化主要分为3个阶段:化学链作用阶段、煤气化阶段以及Fe₃O₄向FeO转变的气化阶段。     

钙基脱硫剂用于冶炼烟气脱硫的模拟与实验

提出了一种应用钙基脱硫剂脱除冶炼烟道气中高浓度SO_2并回收硫单质的方法。通过热力学模拟多种硫化物与SO_2之间的反应,筛选得出硫化钙(Ca S)适合作为化学链脱硫技术的脱硫剂,它在400~650℃范围内可将SO_2还原为单质硫,生成的固相产物为Ca SO_4而非Ca O。通过固定床反应器内的脱硫实验,发现温度对脱硫率和硫单质回收率影响较大。在400~650℃范围内温度越高,脱硫率和硫单质回收率越大;当温度高于600℃时,脱硫率和硫单质回收率基本相等。提高空速,则会降低脱硫率和硫单质回收率,但两者的差值随空速增大逐渐减小。当烟气中SO2浓度小于1%时,脱硫率维持在99.8%基本不变;SO_2浓度升至3.45%后,平均脱硫率急剧下降至92.1%;SO_2浓度越高,平均脱硫率越低。硫单质回收率随SO_2浓度增大存在一最佳范围。在脱硫反应后期,粒径较大的脱硫剂颗粒脱硫性能较低。SEM照片表明了脱硫剂颗粒随反应温度的升高团聚现象更为明显,XRD表征证明了反应中SO_2气体被还原为升华硫颗粒。     

电厂机组能耗分析中的小扰动理论应用

小扰动理论利用汽轮机在线监测数据进行计算分析,计算精度高,适于工程实际应用,对机组性能监测和运行优化有重要意义。采用该方法对设计工况和机组75%负荷工况进行了计算,以具体实例验证了理论的正确性。     

电场-磁性铁酸钴催化剂协同促进镁法脱硫产物氧化性能

使用共沉淀法合成了负载型磁性铁酸钴(CoFe2 O4/MCM-41)催化剂,利用廉价的石墨电极将电场引入MgSO3催化氧化体系.通过XRD、SEM、TEM及HRTEM证明了CoFe2 O4/MCM-41的成功合成与良好的分散性.电场通过促进SO2-3的直接氧化与自由基的生成将MgSO3的氧化速率提升至无催化剂无电场条件...     

钙基复合载氧体的制备及反应性能

采用湿式混合成粒法得到了一种复合型钙基载氧体,并分别在综合热分析仪和流化床上考察了其反应活性和循环反应性能。结果如下:浸渍Ni离子能够明显降低载氧体与煤反应的起始温度,加快反应速率,缩短反应时间。增加Ni离子浸渍量对反应速率的影响不明显,但反应时间略有缩短。选择CaAlNi10载氧体进行了10次还原-氧化循环实验,固体产物和气体产物分析表明NiO在循环过程中对S的释放有一定控制作用;CaAlNi载氧体具有较高的再生率和良好的持续循环反应能力。结果表明,制备的CaAlNi载氧体适用于工业生产。     

煤/钙基载氧体化学链燃烧操作参数分析

化学链燃烧作为一种新颖的燃烧技术,在化石燃料燃烧释放能量的同时能够有效分离CO2。今以CO2为气化剂气化煤炭,基于Aspen Plus流程模拟软件,研究了煤/钙基载氧体化学链燃烧过程。结果表明,以CO2为煤气化剂,各反应器含水分少,可减少热损失。CaSO4载氧体具有载氧能力大以及反应活性良好等优点。气化炉中CO+H2含量随二氧化碳煤比增大逐渐增加后下降;随温度升高其含量先增加,后趋于平稳。燃料反应器中CO2+H2O含量随载氧体煤比增大,呈现先增大后减小的趋势;随温度升高其含量逐渐下降。空气反应器中CaSO4含量随空载比增大先增加后趋于平稳,随温度升高其含量趋于平稳后下降。气化炉中硫化物和氮化物含量随温度升高而下降,而燃料反应器和空气反应器中硫化物含量随温度升高增加趋势明显,氮化物含量变化不明显。最后确定了关键反应器操作参数:气化炉的二氧化碳煤比为1.8;燃料反应器的载氧体煤比为4.5;空气反应器的空载比为10.5和三反应器的操作温度分别为950、1000和1100℃。     

惰性气氛下CaSO4热分解动力学机理的研究

在升温速率为5～20K／min的条件下采用综合热分析仪对平均粒径为8．934μm的CaSO4颗粒的分解进行研究。对于N2气氛中不同升温速率下CaSO4的热分解，采用没有任何假设或近似处理的动力学积分式和精确度很高的温度积分近似式，迭代计算得到了不同机理函数所对应的动力学参数。将升温速率外推为零，得到了理论上系统处于热平衡状态下的活化能和指前因子。同时，应用双外推法，在没有假定机理函数的情况下，得到了CaSO4分解的活化能随转化率的变化规律，将转化率外推为零，得到了理论上新物相形成时的活化能（992．15kJ／mol）。将热平衡状态下的活化能与新物相形成时的活化能相比较，确定了Nz气氛下CaSO4分解机理最可能是成核与生长机理。     

脱硫石膏改性固体胺复合材料的制备及脱碳性能

将榴莲壳碳化制备生物炭（BC）,与硅钙渣混合作复合载体,在其表面浸渍负载五乙烯六胺（PEHA）,并加入含水分的脱硫石膏（FGDG）,得到胺功能化的含水CO₂固体吸附剂,与不含脱硫石膏的吸附剂相比吸附活性明显改善。通过FT-IR、TGA、SEM及N₂吸脱附等手段对吸附剂进行了表征,并在固定床反应器中考察了吸附剂脱硫石膏含量、吸附温度和CO₂浓度对吸附性能的影响。结果表明,脱硫石膏中水的存在改变了氨基与CO₂的相互作用机理。当脱硫石膏含量为30%、吸附温度为85℃时,CO₂最大吸附量为2.33 mmol/g。经12次循环再生后吸附量仅下降了4.2%,表现出良好的吸附稳定性。Clausius-Clapeyron方程计算的等量吸附热介于物理与化学吸附热之间,说明吸附过程中物理与化学作用同时进行。用多个动力学模型对实验数据进行拟合,pseudo-first-order与pseudo-second-order模型均不能准确拟合实验数据,而Avrami模型可较好地拟合整个吸附过程,进一步验证BC/SCS-PEHA-30% FGDG的CO₂吸附过程并非单纯的物理或化学吸附,而是两者同时发生。