钙基脱硫剂在循环流化床富氧燃烧条件下碳酸化的研究

针对钙基脱硫剂循环流化床富氧燃烧时的碳酸化问题,通过实验和比较分析发现,钙基脱硫剂在富氧燃烧条件下煅烧所得CaO的孔隙率和比表面积较空气气氛所得要小,但具有更大的最可几孔径,初始孔结构得到改善,有利于碳酸化反应的进行;较高的反应温度和烟气中的H2O蒸汽都会促进CaO碳酸化反应;同时飞灰中少量具有催化能力的杂质和炉内较长的停留时间也会使CaO最终转换率得到提高.钙基脱硫剂碳酸化的发生会严重降低受热面的传热效率,影响机组的安全经济运行.     

钙基脱硫剂水合改性实验分析

扩散反应的烟气脱硫过程中，脱硫剂的微观孔隙结构是重要影响因素之一。该文报道钙基脱硫剂的水合爆蒸改性实验，通过调节水钙比和煅烧温度，利用内部蒸发过程促使脱硫剂微观孔隙结构发生大范围变化。实验测定了改性前后脱硫剂孔隙结构和宏观脱硫性能的改变，以及微观孔隙结构内反应转化分布。在实验测定的基础上，分析和讨论了微观孔隙结构的改变及孔隙变化影响脱硫能力的机理。     

非钙基烟气脱硫技术

使用钙基吸收剂的烟气脱琉技术是控制燃煤SO2及酸雨污染最有效的技术，但如何处理日益增加的脱硫副产品是一个重要问题。目前主要采用抛弃法来处理使用钙基吸收剂脱硫后的石膏等副产品，既是硫资源的浪费，又占用大量土地．形成二次污染。介绍研究开发的以元素硫和硫酸等为副产品的非钙基脱硫技术．对以元素硫和硫酸等为副产品的几种脱硫技术进行综述，包括负载型CuO同时脱硫脱硝技术、SRT/ISPPA烟气脱硫工艺、使用Na化合物作为脱硫剂的联合化学一生物脱硫技术、以多孔介质吸附/脱附为基础的烟气脱硫技术及等离子体烟气脱硫技术等，介绍这些方法的原理投研究进展。     

烟气脱硫技术在广州发电厂的应用分析

为了减少火力发电厂烟气排放对大气的污染,国家特别重视烟气脱硫技术的推广应用。本文介绍了广州发电厂成功应用炉内喷钙催化脱硫技术进行烟气脱硫的情况,并着重就如何选用添加催化剂使脱硫剂更膨松、更易催化及氧化,从而提高烟气脱硫效率进行了分析。结合自身特点减少SO2排放的经验和应用效果提供给同行参考。     

改性钙基吸附剂的汞吸附特性实验研究

利用汞渗透管产生的气态单质汞和其他烟气主要气体成分模拟烟气条件,在固定床实验台上进行了以消石灰、飞灰和由两者混合物改性的3种物质作为吸附剂吸附单质汞的实验研究。实验结果表明,Ca(OH)2吸附Hg0效果较差,SO2的存在对Ca(OH)2吸附Hg0有促进作用;经改性的普通高活性钙基吸附剂对Hg0吸附效果比消石灰稍强,SO2的存在促进了普通高活性钙基吸附剂对Hg0的吸附;有添加剂的高活性钙基吸附剂对Hg0的吸附效率比普通高活性钙基吸附剂增加约30%,当有SO2存在时,有添加剂的高活性钙基吸附剂对Hg0的吸附效率略低,而穿透时间延长。利用改性钙基吸附剂可以实现烟气中SO2和Hg0以相对较低的成本同时脱除。     

钙基强碱一体化脱硫装置的应用

在电厂烟气脱硫中,钙基强碱(石灰或电石渣)作为反应性能优异的脱硫剂,应用中出现了吸收塔结垢、石膏脱水困难等较多问题。从实际应用问题和反应机理研究入手,结合实验装置的数据,对新型钙基强碱吸收、氧化和结晶一体化脱硫装置进行了研究,开发出一体化氧化模块(IOM),并在上海漕泾热电有限责任公司应急锅炉供热工程脱硫项目改造中成功加以应用。此方法社会效益重大,特别适用于钙基强碱型吸收剂较为丰富的地区,在采用电石渣时还可以废治废,变废为宝,保护环境,达到效益最大化。     

CO2活化的石灰石浆液在流化床烟气脱硫中的应用

为提高CaCO3与SO2的反应活性,采用CO2气体对其浆液进行活化处理,从而使基于流态化的半干法烟气脱硫过程取得更高的效率。在高1.1m、内径12.5cm的流化床反应器中,以粒径为275μm、静止床高为98mm的粗砂作为流化介质,实验考察了活化时间、饱和接近度、钙硫比、脱硫剂粒径等因素对脱硫效率的影响。实验结果表明:钙硫比为1.2、饱和接近度为15～18℃、脱硫剂粒径为64μm时,经CO2气体活化后的CaCO3脱硫剂其脱硫效率可达92%,接近于相同条件下Ca(OH)2的脱硫效率。     

循环流化床锅炉燃烧福建无烟煤炉内脱硫对锅炉热效率及烟气中NO_X排放的影响

用石灰石作脱硫剂在一台35 t/h循环流化床锅炉上进行工业性脱硫试验,结果表明:①添加石灰石脱硫对氮氧化物排放的影响很微弱。在小钙硫比工况下,添加石灰石脱硫会使烟气中NOx排放量上升,但升幅平缓。在大钙硫比情况下(Ca/S>3.0),加入石灰石后使得烟气中的NOx排放量有所下降;②在钙硫比较小的工况下,添加石灰石脱硫会降低烟气中CO的排放浓度,但降幅受钙硫比和石灰石颗粒度分布的影响不明显。在上述大钙硫比工况下,添加石灰石脱硫的前期反而会使烟气中CO的排放浓度升高;③锅炉的飞灰含碳量在添加石灰石脱硫后略有增加,而且添加细颗粒石灰石比添加粗颗粒石灰石时增加更多。另外,添加细颗粒石灰石脱硫还会使炉渣的含碳量同时增加;④由于脱硫效率不高,添加石灰石后使得炉膛内热容量减少并使锅炉的热效率有微小的下降。     

钙基脱硫剂固硫特性的试验研究

利用热重分析法、微观结构表征法研究了2种钙基脱硫剂(石灰石Ⅰ,Ⅱ)固硫反应特性,揭示了钙基脱硫剂固硫反应机理,并通过等效粒子法模型分析了石灰石固硫反应动力学特性。研究结果表明:在800~900℃温度范围内,石灰石钙转化率随温度提高而增强;石灰石粒径越小,钙转化率越高。石灰石Ⅰ钙利用率对温度敏感,而石灰石Ⅱ对粒径敏感。石灰石煅烧后在晶粒表面形成的裂纹促进SO2的扩散,有利于固硫反应的进行。动力学计算结果表明,石灰石Ⅱ在扩散控制阶段有较高的有效扩散系数,最终钙利用率高于石灰石Ⅰ。     

低温等离子改性复合钙基吸附剂烟气脱汞脱硫实验研究

为提高复合钙基吸附剂对Hg和SO_2的脱除效率,提出通过低温等离子技术改性复合钙基吸附剂,借助N2吸附和傅里叶红外光谱技术对吸附剂进行表征,分析低温等离子改性对复合钙基吸附剂表面理化特性的影响。在固定床吸附实验台上进行脱汞脱硫实验,探究了AC与Ca O质量比、水合条件对汞吸附效果的影响;在优化的实验条件下,探究了低温等离子改性时间和改性功率对复合钙基吸附剂脱汞脱硫的影响规律。实验结果表明:最佳实验条件下制备的复合钙基吸附剂具有良好的比表面积和孔隙结构,可以有效脱除烟气中的Hg和SO_2;低温等离子改性能够增加复合钙基吸附剂表面含氧官能团的数量,对吸附剂脱汞脱硫性能具有重要的影响,低温等离子改性复合钙基吸附剂可以明显提高吸附剂脱汞脱硫的效率;经40W低温等离子改性10 min后的单位质量复合钙基吸附剂对Hg和SO_2的吸附量相对于未改性的分别提高了33.10%和34.71%,低温等离子改性具有明显的优势,是一种具有较大发展潜力的污染物脱除方法。     

钙基吸附剂热解/碳酸化循环分离CO2过程的研究

钙基吸附剂热解/碳酸化循环再生CaO吸附CO2是燃煤电站控制CO2排放的有效方法之一。随着热解/碳酸化循环反应次数的增加,烧结使再生的CaO的碳酸化转化率迅速降低。为了使CaO在长期循环热解/碳酸化再生过程中保持较高的CO2吸附能力,分别采用3种溶液改性钙基吸附剂,包括乙醇水溶液、醋酸溶液和KMnO4溶液。同时对贝壳循环吸附CO2的特性进行了研究。研究表明,经乙醇和醋酸溶液改性后,热解产生的CaO的循环碳酸化转化率得到明显提高,抗烧结性能得到增强,并且比表面积和比孔容显著增大。经KMnO4溶液改性后的钙基吸附剂的循环转化率也得到了提高,这是由于KMnO4分解的活性物质催化了CaO的碳酸化反应。数据表明贝壳作为钙基CO2吸附剂是可行的。改性的钙基吸附剂和贝壳作为CO2吸附剂具有良好的应用前景。     

蒸汽活化改善中温烟气脱硫的机理

用蒸汽处理用于中温烟气脱硫的失去反应活性的脱硫剂可以显著提高钙利用率和脱硫效率。为了探明蒸汽活化机理，借助于成分分析和表观形貌检测，分析了蒸汽处理后的脱硫剂理化特性的变化，用CaO迁移的新观点揭示了中温蒸汽活化提高脱硫剂固硫能力的机理，经过蒸汽活化后，乏脱硫剂颗粒除了发生破碎外，其内部未反应的CaO会与蒸汽水合成Ca(OH）2，继而在体积膨胀作用下迁移到颗粒表面，并在分解温度以下还原和与SO2发生反应，迁移过程还改变了颗粒表层的孔隙结构，改善了SO2与CaO扩散，接触和反应。     

钙基吸收剂捕集1 000 MW机组烟气中CO2的性能分析

针对某1 000 MW超临界机组,建立了基于钙基吸收剂循环煅烧/碳酸化法捕集CO₂的系统流程,研究了弛放率、气固分离效率、钙碳摩尔比对煅烧能耗、发电热效率及循环固体质量流量的影响。结果表明：引入碳捕集系统后,机组发电热效率为34.6%,较设计值降低了9.6%;将碳捕集系统回收热量用于发电,电厂净输出功率增加了113.4 MW;随着弛放率的提高,发电热效率、循环固体物料质量流量均下降,煅烧能耗先下降后升高;随着气固分离效率的提高,发电热效率、循环固体物料质量流量均升高,煅烧能耗先下降后升高;随着钙碳摩尔比的提高,煅烧能耗、发电热效率和循环固体物料质量流量均升高。     

作为新型CO2吸收剂的乙酸钙循环碳酸化特性

钙基吸收剂的循环煅烧/碳酸化反应是煤燃烧或气化过程中捕获CO2的有效途径。该文采用乙酸溶液调质石灰石的产物乙酸钙作为CO2的新型吸收剂,以解决石灰石经过多次循环煅烧/碳酸化反应后吸收CO2能力急剧衰减的问题。在煅烧/碳酸化反应器上,研究碳酸化温度和煅烧温度对乙酸钙循环碳酸化转化率的影响。结果表明：碳酸化温度在650~700 ℃时乙酸钙能获得很高的碳酸化转化率,经20次循环后转化率仍高达0.5,明显高于石灰石。在高浓度CO2气氛下,在较高的煅烧温度(920~1 050 ℃)时,乙酸钙仍能获得较高的碳酸化转化率。乙酸钙的抗烧结能力较石灰石更强。多次循环后乙酸钙煅烧后的比表面积和孔容均大于煅烧后的石灰石,且孔容分布和孔比表面积分布均优于煅烧后的石灰石。     

异重流化床垃圾与煤混烧重金属的排放特性

由于垃圾成分复杂，垃圾内所含的重金属在焚烧过程中将发生迁移和转化，最终分布在焚烧底灰、飞灰、烟气中。重金属通常具有急性或慢性毒性，对人体的健康产生负面效应，有时会以更复杂的方式危害人体，如致癌、致畸、致突变。该文对某垃圾焚烧厂的150t，日的流化床垃圾焚烧炉，在不同的煤与垃圾混烧比例下与纯煤燃烧时重金属的排放特性进行对比分析，并研究了脱硫剂(CaCO3，CaO)对重金属的吸附效果及除尘前后烟气中重金属Hg、Pb、Cd的含量分析，结果表明，掺煤混烧时飞灰中重金属的含量高于纯煤燃烧方式，且添加剂对重金属有不同的吸附效果，经水膜除尘后烟气中的重金属含量明显减少。     

CuO/γ-Al_2O_3催化剂上NH_3选择性催化还原NO

利用溶胶凝胶法制备CuO/γ-Al2O3催化剂颗粒,在固定床上测试其催化脱硝活性。通过研究发现CuO/γ-Al2O3催化剂在250～450℃范围内脱硝效率达到了75%以上,硫化后催化剂的最佳温度窗口向高温扩展。同时利用程序升温方法研究了CuO/γ-Al2O3催化剂对NH3的氧化性能,发现催化剂的脱硝反应活性不仅取决于催化剂表面的氧化性能,而且还与催化剂本身结构相关。硫化后的催化剂氧化性能降低,是催化剂在低温区活性降低的主要原因。水蒸气存在使最佳脱硝反应温度窗口向高温方向偏移。动力学计算表明催化剂优良的孔结构特征和较高的单层分散活性组分降低了催化剂反应所需的活化能。     

煤灰氧化物与钙基固硫产物的高温多相反应机理

高温下常规固硫产物CaSO4的不稳定与分解是导致层燃炉和煤粉炉内固硫效率低下的主导因素，研究不同矿物质体系中硫酸钙的高温热变化行为具有重要意义。文中以化学纯矿物为研究对象，采用TG-DTG-DSC热综合分析法研究了煤灰氧化物SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO对CaSO4高温稳定性的影响；并采用高温反应器、XRD等试验设备及测试方法分析了CaO、SiO2、Al2O3、Fe2O3与CaSO4所组成的二元、三元矿物组分的固相反应过程。结果表明，CaO的加入对CaSO4的分解影响并不明显，SiO2、Fe2O3、Al2O3对CaSO4的分解总体表现为促进作用。SiO2在高温下易与CaO发生固相反应形成硅酸二钙和硅酸钙使得CaSO4的初始分解温度降低，在1200℃以后硫硅酸钙的形成对CaSO4的分解有一定的延缓作用。Fe2O3的加入由于铁离子的扩散效应促进了CaSO4的分解。Al2O3对CaSO4分解的影响具有两重性，Al2O3在CaSO4分解初期易与CaO发生固相反应形成铝酸钙促进CaSO4分解，但在CaSO4分解后期形成硫铝酸钙在一定程度上抑制了CaSO4的分解。     

铁酸锌高温煤气脱硫剂硫化再生性能的研究

该文利用共沉淀法制备铁酸锌系列脱硫剂，并在固定．床反应器上对其进行硫化试验，然后对其中活性较好的ZFD7脱硫剂进行硫化和再生循环试验，最后用强度仪、XRD仪及气体吸附仪对该类脱硫剂在硫化和再生前后的机械强度与有关结构特性进行比较。结果表明：添加高岭土粘结剂的脱硫剂脱硫效果较好；循环试验中，硫化再生后脱硫剂的机械强度均大于新鲜样品，说明该类脱硫剂具有良好的抗磨损性能；试验还证实经3次循环后脱硫剂的结构、孔容积及比表面积均与新鲜样品相类似，表明该类脱硫剂在试验条件下未发生明显失活，因而具有一定的工业应用潜力。