贝壳与石灰石固硫特性的实验研究

利用LCT-2型热天平实验研究了六种贝壳和四种石灰石的固硫特性，并利用电子显微镜与XMA探测仪测定了其微观结构特性。结果表明，贝壳的化学成分与石灰石非常相似，微观结构比石灰石理想，在固硫反应过程中，贝壳具有类似于石灰石的特性，且具有较高的最佳固硫温度范围。     

石灰石直接硫化反应动力学研究

采用热重分析法研究了石灰石直接硫化反应过程,结果表明,直接硫化可以使Ca达到很高的转化率,而且直接硫化速率随Ca转化率的升高而减小,随温度的升高而增大.用收缩未反应核模型对其反应过程进行了表征,得到石灰石直接硫化反应的速率常数K.及产物层扩散系数D.的Arrhenius表达式.石灰石直接硫化反应动力学分析表明,石灰石直接硫化在开始时由化学反应动力学控制,一旦CaSO4产物层形成,逐渐变为由通过产物层扩散控制.表观活化能和有效扩散系数分析表明通过产物层扩散为固态离子扩散.     

增压条件下石灰石固硫机理实验研究

增压燃烧条件下石灰石固硫特性研究是PFBC洁净燃烧的重点课题之一，在较高CO2分压条件下，石灰石不易发生煅烧分解，从而导致增压条件古石灰石固硫机理不同于常压燃烧条件下的固硫机理，本文在增压实验台上对增压条件下石灰石固硫特性进行了实验研究，并采用JXA－80扫描电镜对试样进行了微观检测分析，确定了固硫的媒质。     

石灰石直接硫化实验研究

进行了在高CO2浓度下石灰石直接硫化实验研究。实验研究了温度、CO2分压、O2分压及SO2浓度对石灰石直接硫化的影响。结果表明,温度对直接硫化反应速率影响很大,随温度的升高直接硫化速率增大,在所试验的时间内,当温度为1173K时,Ca转化率可以达到87%,当转化率≈0时,测得表观活化能为93.5kJ/mol,且表观活化能随Ca转化率的升高而增加;与温度相比,CO2分压对石灰石直接硫化几乎没有影响,增加CO2分压只是延缓石灰石的分解,提高石灰石的分解温度;在5%以下随O2分压的增加,直接硫化速率随之增加,O2分压超过5%以后,O2分压对石灰石直接硫化就没有什么影响;随SO2浓度的增加,直接硫化速率升高。     

石灰石脱硫动力学模型的优选

模拟烟气石灰石脱硫系统,进行不同工况条件下的石灰石热解产物脱硫实验,建立和筛选出脱硫最佳动力学模型,由于脱硫反应过程复杂,动力学模型的种类较多不易分辨,本文采用序贯实验设计的方法,以获得实验的信息量最大来安排实验点,按后验概率最大的标准进行筛选,获得最佳动力学模型,为石灰石脱硫的机理研究以及炉内加钙脱硫技术提供重要的科学依据。     

流化床部分煤气化实验研究

在一台小型流化床部分煤气化气化炉上,以空气和水蒸气为气化剂,在不同操作条件下(给煤量、流化风量和蒸气量),进行了三种不同煤种的气化实验。研究结果表明,床温随给煤量和蒸汽量的增加以及流化风量的减小而降低;在一定范围内。煤气中CO含量随给煤量、流化风量和蒸汽量的增加以及煤化程度的降低而升高;煤气中H2含量随给煤量和煤化程度的升高以及流化风量和蒸汽量的减小而降低;CH4含量随给煤量的增加而增加,随流化风量、蒸汽量和煤化程度的升高而降低。另外,煤化程度升高,生成煤气的热值减小。     

循环流化床的石灰石脱硫实验研究

在高为5 000 mm、内径150 mm的循环流化床实验台上进行石灰石脱硫研究,测得了O2、CO和SO2沿炉膛高度的分布,分析了SO2分布特点,验证了循环流化床和鼓泡流化床燃烧和脱硫气氛的差异.发现无论石灰石的粒度分布如何,循环床条件下脱硫效率明显高于鼓泡床.尤其是当石灰石粒度分布趋于较细时,这一差异更为明显.     

石灰石分解特性及微观结构迁移规律研究

采用自建的热重分析仪进行石灰石煅烧分解的热重实验,得到了温度、煅烧气氛及粒径对石灰石分解过程的影响规律,利用扫描电镜(scanning electron microscopy,SEM)和比表面积及孔隙度分析仪重点考察了分解过程中煅烧产物微观结构的迁移变化规律。研究表明:温度是影响石灰石煅烧的关键因素,温度越高,反应越快;CO2分压和粒径的增大对石灰石分解反应有一定的抑制作用;石灰石煅烧产物比表面积和比孔容随煅烧时间的延续快速增加。超过完全分解时间继续煅烧,煅烧产物产生烧结,比表面积和比孔容减小;原始石灰石几乎为无孔形态,随着煅烧过程的进行,微孔、中孔和大孔出现,呈双峰结构分布,煅烧开始至2.5 min时段内中孔增长较多,2.5～6.5 min时段内微孔和大孔快速生成,烧结导致孔的数量减少。     

微细石灰石粉末高温煅烧分解研究

综合考虑了化学反应速率和二氧化碳扩散的影响，在没有烧结的条件下，采用收缩核模型，建立了微细石灰石粉末分解的物理模型，并利用它进行了数值计算．通过对计算结果与文献中实验结果的比较可知，本文建立的模型可以较好地预报微细石灰石粉末的分解过程．并利用该模型，计算分析了温度、颗粒半径和二氧化碳分压对微细石灰石粉末高温分解的影响。     

石灰石静态煅烧特性的研究

在实验室ＡＳＡＰ２０００比表面积测定仪上,研究了两种石灰石煅烧后得到的ＣａＯ的微观结构特性,讨论了煅烧时间,煅烧温度和石灰石粒径对ＣａＯ比表面积,平均孔径的影响。     

超细石灰石热解的数学模拟和试验研究

采用缩核模型对超细石灰石热解进行了模拟。由于颗粒较小，模型忽略了传热对热解影响，假定石灰石热解过程由二氧化碳扩散和反应界面处反应速度决定，反应速率与反应界面处二氧化碳的压力成反比，结合热解过程中由于烧结所引起的比表面积的变化，计算热解率随温度、比表面积、粒径等变化规律以及界面处压力对热解率的影响，并由试验对计算结果进行了验证。图6表1参10     

生物质热裂解制油的动力学及技术研究

在不同升温速率下对水曲柳原料在 30 0～ 12 0 0 K范围内进行了热重分析试验 ,试验显示生物质热裂解随温度升高经历五个不同阶段。采用微商法和积分法对其主体阶段的分析得到相互一致的结果 :活化能为 10 1.4 k J/mol、指数因子为 1.2 2× 10 7s- 1 的一阶一步动力学模型。在所开发的以流化床反应器为主体的生物质热裂解制油系统上对生物质进行热裂解试验 ,得出了温度、粒径、停留时间和木种等几种最为重要的参数对热裂解制油的影响规律 ,并在 773K左右成功制取出产率高达 6 0 %的生物油 ,同时用色质联机分析 (GC- MS)技术对所制取的生物油进行了初步分析。     

稻秆热解的实验研究

采用德国产NETZSCH STA 449C同步热分析仪,升温速率β=10 K/min、15 K/min、20 K/min和30 K/min,在303 K-973 K间,对稻秆在氮气环境中的热解特性进行实验研究.实验表明,β=15K/min时热解气态产物最多,β=10 K/min时实验反应热最大,差示扫描量热分析(DSC)曲线的峰、谷与微分热重分析(DTG)曲线的峰、谷有着对应关系.提出以453 K为临界温度,以水平直线代替低于临界温度部分的DSC曲线的方法,将实验曲线转换为干生物质DSC曲线.预测了干生物质在热解过程中的反应热,预测结果与稻秆化学成分分布规律对应,证实所提出的预测方法是有效的.     

石灰：石煅烧过程等效扩散系数的测量

对大颗粒石灰石煅烧过程中的测量等效扩散系数公式进行推导的基础上,通过测定其失重曲线和煅烧完成时间,获得了煅烧后产物层内的等效扩散系数。对多种石灰石进行了试验,发现在不烧结的情况下,各种石灰石在煅烧过程中其扩散系数间的差别很小。     

石灰石炉内高温煅烧脱硫及产物活性的实验

以石灰石炉内喷入与烟气循环流化床的组合式燃煤锅炉烟气脱硫工艺方案为应用对象,选择辽宁地区富产的7种石灰石,在煤燃烧热态实验装置上,对其炉内煅烧高温脱硫效果及其影响因素进行了实验研究,并对煅烧产物的活性及其影响因素进行了实验研究。实验表明：煅烧温度、钙硫比、煅烧停留时间、石灰石粒度等因素对脱硫效果均有显著影响;煅烧温度、煅烧停留时间和石灰石粒度等因素对石灰石高温煅烧产物活性有显著影响;石灰石最佳煅烧温度区间为1000℃～1200℃,在此温度区间内,炉内脱硫效率最高,煅烧产物的活性最高。图7表2参2     

生物质在流化床中热裂解的试验研究

以稻壳为原料,在自制的小型流化床上研究了生物质快速热解反应温度对生物油产率的影响.结果表明:在450℃、500℃、550℃和600℃4种热裂解温度中,500℃时平均产油率最高为52.87%.对热解产物进行分析发现:生物油是1种复杂的舍氧有机化合物和水组成的混合物,几乎包含了所有化学类别的有机物;气体产物中主要以CO、CO2、CH4和C2-C4为主,CO、C2-C4和CH4的浓度随着温度的升高而上升;热解焦样则随温度的升高,其表面形态出现断裂破碎.     

城市垃圾高温热解试验研究

在外热式固定床试验台上，针对城市垃圾中的典型组分，进行高温热解试验研究。试验测量不同条件下产物的产量和加热时间，碳渣的热值和灰分，热解溶液的工业分析以及产气速率和气体热值。试验结果为：垃圾减量率达到80％，热解时间缩短到18min，最大产气速度达到82．5L／min。