型煤固硫剂固硫特性的研究

利用石灰石，生石灰，电石渣，造纸废渣和赤泥作为型煤固硫剂，在燃烧温度为３００￣１０５０℃，钙硫比值为０．８９￣６．５３的范围内，对其燃烧固硫特性进行了试验研究，分别得到最佳固硫温度及加入量范围。试验证明，在模拟工业链条炉温度特性下，７种复合固硫剂的固硫效率比纯钙基固硫剂提高１２％￣２７％。     

钙基复合固硫剂硫化特性的热重研究

利用热重分析方法研究了钙基固硫剂的硫化反应特性，对影响钙利用率的几个因素进行了探讨。表明添加剂的加入改善了ＣａＯ的高温固硫性能，提高了固硫产物的热稳定性，使最佳固硫温度向高温区移动约１００℃，热分析条件下钙利用率达６５％。     

燃煤高温固硫机理研究

燃煤产生的SO2是主要的污染物,燃煤固硫技术可以有效控制SO2的排放。文章综述了国内外有关钙基固硫剂的固硫机理以及添加剂的固硫促进机理。结果表明:助剂的添加不仅可以催化固硫,改变固硫剂的表面结构还能有效延缓和抑制固硫产物的分解,提高固硫率。最后从燃煤粒径、钙硫比、燃烧温度、固硫剂及助剂种类和炉内气氛等方面介绍了影响固硫效率的主要因素。     

高硫型煤常压固定床气化炉内固硫效果研究：（II）铁对固硫的作用

以硫铁矿为实验原料研究了煤气化过程白云石／石灰石／氧化铁的固硫特性，并重点研究了铁－钙复合固硫剂的固硫效果，发现钙基固硫剂有催化和固硫两种作用，低温下催化硫铁矿分解，高温下则以固硫为主，氧化铁是一种良好的辅助固硫剂，铁－钙复合固硫剂能明显提高固硫率，ＣＯ２抑制固硫且改变灰渣的物相组成，并用ＸＲＤ对结果进行了验证。     

高硫型煤常压固定床气化炉内固硫效果研究 (Ⅱ)铁对固硫的作用

以硫铁矿为实验原料研究了煤气化过程白云石／石灰石／氧化铁的固硫特性，并重点研究了铁一钙复合固硫剂的固硫效果。发现钙基固硫剂有催化和固硫两种作用，低温下催化硫铁矿分解，高温下则以固硫为主。氧化铁是一种良好的辅助团硫剂，铁一钙复合团硫剂能明显提高固硫率。CO2抑制固硫且改变灰渣的物相组成，并用XRD对结果进行了验证。     

江西英岗岭高硫煤固硫技术研究

以江西省英岗岭矿区高硫煤为研究对象, 考察了以碳酸钙、氢氧化钙等为主制成的钙基固硫剂的固硫作用。研究了钙硫比、温度以及添加剂等因素对固硫效率的影响。并对实验结果和有关机理进行了分析与探讨, 确定了燃烧固硫的最佳工艺参数, 同时对试制的几种复合固硫剂的固硫效果进行了比较。     

固体废物对钙基固硫剂促进作用的研究

以固体废弃物电石渣为钙基固硫剂,工业废弃物盐泥为添加剂对钙基固硫剂进行调质,用ZCS-1型智能定硫仪进行脱硫实验。结果表明,盐泥添加剂能够提高钙基固硫剂固硫率,其合理配比为质量比8：1。通过SEM分析发现,调质改善了固硫剂颗粒的孔隙分布,使固硫剂颗粒的表面微观形貌发生改变,从而提高了固硫剂的固硫性能。同时研究也发现,盐泥中的主要成分不仅可以改变钙基固硫剂的微观结构,同时也有固硫及提高固硫产物高温稳定性的作用。     

利用固体废物研制高温固硫剂

通过分析高温固硫剂的固硫机理,以工业废弃物电石渣为钙基脱硫剂,盐泥为添加剂,研制高温固硫剂,考察了盐泥添加剂的词质效果及合理配比.结果表明,盐泥添加剂能够提高钙基固硫剂固硫率,其合理配比为电石渣与盐泥的质量比为8:1.通过SEM分析发现,调质改善了固硫剂颗粒的孔隙分布,提高了固硫剂的固硫性能.     

型煤固硫效果影响因素的研究

通过正交试验研究固硫剂品种、粒度、钙硫比（固硫剂用量）、固硫温度、粘结剂、原煤粒度、固硫助剂对型煤固硫效果影响。实验发现：钙硫比和固硫剂品种是影响型煤固硫效果最显著的因素;CaO、CaCO3、Ca（OH）23种钙基固硫剂中Ca（OH）2的效果最好;钙硫比越大,固硫剂颗粒越小,固硫效果越好;钙基固硫剂最佳固硫温度是800－1000℃;不同粒级原煤颗粒的型煤固硫效果不同;MS粘结剂是理想的固硫型煤粘结剂。     

燃煤固硫剂及其助剂的研制开发进展

本文介绍了国内外固（脱）硫技术的发展概况,指出燃烧中脱硫费用低,常用燃煤钙基固硫剂高温固硫率低,主要原因在于固硫剂CaO的烧结及固硫产物CaSO4的分解;这可以通过添加助剂等来提高固硫率。     

基于钴改性的钙基吸附剂污泥富氢气化

基于钙基吸附剂的污泥蒸汽气化制取富氢合成气是一种高效环保的污泥处理方式。本文采用溶胶-凝胶法制备了Co改性、Al₂O₃为载体的钙基吸附剂。借助热重分析仪测定不同钙基吸附剂在多个碳酸化和煅烧循环中的CO₂吸附能力和循环稳定性,并在固定床上进行污泥蒸汽气化实验。结果显示：煅烧过程中,以Al₂O₃为载体的钙基吸附剂中的Al₂O₃与CaO生成七铝酸十二钙(Ca₁₂Al₁₄O₃₃),并表现出优异的孔隙结构的和CO₂吸附能力,其中,Co质量分数为10%的吸附剂在30次循环（700℃碳酸化35min,850℃煅烧5min）中碳酸化率稳定在70%左右;提高气化温度及Co的添加量可促进焦油裂解和甲烷重整反应,显著提高了合成气中H₂的浓度和产量及污泥气化的冷煤气效率,有利于富氢气体的制取;在650℃下,相比于纯CaO,添加Co质量分数为15%的吸附剂时,H₂产量提高了102%,H₂体积分数提高到85%。     

固体二氧化碳吸附剂研究进展

大量化石燃料的燃烧造成二氧化碳等温室气体的过量排放,严重影响了全球的环境与气候变化。固体吸附剂由于易处理、能重复使用、原材料损耗小而受到二氧化碳捕集领域的广泛关注。主要针对近些年来发展起来的新型固体二氧化碳吸附剂优缺点进行了分析比较。根据其吸附温度的不同,分别以低温、中温和高温3类吸附剂进行分类讨论。重点讨论了高温固体钙基吸附剂的吸附性能,以及其常见的改性方法,由于其吸附量高、原材料丰富、成本低等优点,氧化钙基吸附剂被认为是最理想的高温吸附剂。     

钙基CO2吸附剂的惰性掺杂和形貌调控研究进展

有效捕集CO₂对于缓解亟待解决的温室效应、气候变暖、环境污染和能源危机问题具有重大意义。钙基吸附材料因为CO₂吸附容量高及成本低廉而受到了广泛关注。本文介绍了钙基吸附剂的CO₂吸附机理,着重阐述了显著提高吸附性能的两种改性方法,包括惰性掺杂和形貌调控。归纳了利用Zr、Ce、Mn、Mg、Al等塔曼温度较高或富含氧空穴的金属氧化物对氧化钙进行单掺杂和复合掺杂改性,针对合成方法、吸脱附条件、惰性组分掺杂量、钙基前体等不同参数对掺杂改性钙基CO₂吸附剂性能的影响进行总结。同时指出,采用聚苯乙烯小球、碳凝胶、碳球、表面活性剂等制备得到的中空结构球形钙基吸附剂或实心结构球形钙基吸附剂,具有良好的CO₂吸附容量和吸附稳定性。提出两种改性方法距离工业化应用还有较大的差距,亟需深入探讨吸附剂的结构与性能之间的关系,从而为吸附剂的设计提供理论指导。     

CO2 capture by double metal modified CaO-based sorbents from pyrolysis gases

High-temperature pyrolysis technology can effectively solve the problem of municipal solid waste pollution. However, the pyrolysis gas contains a large amount of CO₂, which would adversely affect the subsequent utilization. To address this problem, a novel method of co-precipitation modification with Ca, Mg and Zr metals was proposed to improve the CO₂ capture performance. X-ray diffraction (XRD) patterns and energy dispersive X-ray spectroscopy analysis showed that the two inert supports MgO and CaZrO₃ were uniformly distributed in the modified calcium-based sorbents. In addition, the XRD results indicated that CaZrO₃ was produced by the reaction of ZrO₂ and CaO at high temperatures. The effects of doping ratios, adsorption temperature, calcination temperature, CO₂ concentration and calcination atmosphere on the adsorption capacity and cycle stability of the modified calcium-based sorbent were studied. The modified calcium-based sorbent achieved the best CO₂ capture performance when the doping ratio was 10:1:1 with carbonation at 700 ℃ under 20% CO₂/80% N₂ atmosphere and calcination at 900 ℃ under 100% N₂ atmosphere. After ten cycles, the average carbonation conversion rate of Ca-10 sorbent was 72%. Finally, the modified calcium-based sorbents successfully reduced the CO₂ concentration of the pyrolysis gas from 37% to 5%.     

燃煤过程中CaO及钙基固氟剂对氟析出的控制

燃煤过程中CaO与HF反应生成CaF₂.在燃烧温度900 ℃时,CaO对煤中氟析出的抑制范围为12.2%～61.0%,平均为39.5%.CaO固氟最佳条件是：燃烧温度800～1000 ℃,停留时间5～10 min, Ca/S（摩尔比）为2.5～3.0.钙基固氟剂由钙基吸收剂和添加剂组成,主要经历钙基吸收剂的分解反应、CaO固氟反应及硅铝钙等化合物的复合反应而形成高温稳定的固氟产物.工业链条炉燃烧试验表明:钙基固氟剂在全预混添加方式下固氟率为54.0%～64.8%,平均为59.3%;在半预混半喷射两段添加方式下固氟率为72.5%～80.5%,平均为75.5%,明显高于全预混添加方式. CaO和钙基固氟剂的固氟效果与燃烧条件、燃烧方式及固氟剂的种类和成分有关.     

不同钙基吸附剂捕集CO2后的硫酸化反应特性研究

钙基吸附剂进行多次CO₂捕集后,碳酸化效率会大幅衰减,此时的吸附剂能否高效脱硫利用是值得重点关注的问题。鉴于此,筛选了高性能合成钙基吸附剂和天然石灰石吸附剂,通过热重分析仪分析对比其在多循环CO₂捕集后的碳酸化和硫酸化反应性能,采用微粒模型研究其硫酸化反应动力学特征。结果发现,高性能合成钙基吸附剂的碳酸化反应速率和CO₂吸附能力明显高于石灰石吸附剂。在长达500循环的CO₂捕集试验后,高性能合成钙基吸附剂的CO₂吸附能力比石灰石高10倍以上,其SO₂吸附能力相较于石灰石提升约40%。经历多次CO₂捕集反应循环后,2种吸附剂的硫酸化能力均有提升:其中,石灰石吸附剂的提升幅度更大,硫酸化转化率从26%提升到35%,而高性能合成钙基吸附剂的硫酸化转化率则从38%提升到43%。通过微粒模型计算发现,2种吸附剂的硫酸化反应均是与SO₂浓度相关的一级反应,多循环捕集CO₂反应后,石灰石吸附剂的硫酸化反应活化能下降接近30%,而高性能合成钙基吸附剂的硫酸化反应活化能只下降了5%。研究结果说明2种不同钙基吸附剂在进行循环CO₂捕集后,脱硫能力得到了不同程度的提高,且均可以较好地应用于SO₂的脱除。     

新型钡基高温燃烧固硫剂的研究与应用

引　言燃烧脱硫技术是在高温燃烧过程中将煤中的硫转化为硫酸盐或硫化物 ,因而其固硫率与硫酸盐或硫化物的热力学形成过程密切相关 .据文献报道 ,ＣａＳＯ3和ＣａＳＯ4 分别在 10 0 4℃[1] 和 1195～ 12 14℃[2 ] 就已开始分解 .纯ＣａＳＯ4 在 12 5 0℃高温下的分解率为 85 % .纯ＢａＳＯ4 的分解温度为 15 80℃[3] ,大大高于ＣａＳＯ4 ,显示较高的热稳定性 .根据元素周期表递变规律 ,位于第 6周期的Ｂａ较位Ｆｉｇ .1　Ｓｃｈｅｍａｔｉｃｏｆｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔｓｕｌｆｕｒｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ1—ｍａｉｎｆｒａｍｅｏｆｉｎ…     

钙基碳载体造粒的捕集CO特性及力学性能

采用挤出滚圆法对钙基碳载体Ca（OH）₂进行造粒。在双固定床反应器上研究了黏结剂、支撑体和造孔剂对造粒后钙基碳载体循环捕集CO₂性能的影响,并提出采用多孔Al₂O₃球粉作为新型支撑体。结果表明,选择聚乙烯吡咯烷酮为颗粒黏结剂时最佳添加量为2%。高铝水泥和多孔Al₂O₃球粉均可作为支撑体造粒。多孔Al₂O₃球粉作为支撑体造粒后碳载体的循环捕集CO₂性能更高,其10次循环后CO₂吸收量为0.23g/g,是添加高铝水泥造粒碳载体的1.35倍。微晶纤维素作为造孔剂显著提高了造粒碳载体的循环捕集CO₂性能。多孔Al₂O₃球粉作为支撑体造粒后碳载体的抗压强度略高于高铝水泥作为支撑体。多孔Al₂O₃球粉造粒钙基碳载体拥有大量30~100nm孔隙,其比孔容高于高铝水泥造粒碳载体,这有利于CO₂捕集。     

Effect of pore geometry on the sintering of Ca-based sorbents during calcination at high temperatures

In this article, we present a mathematical model that describes the calcination and sintering of calcium-based sorbents in furnace sorbent injection (FSI) conditions. We assumed that the sorbent decomposition follows a shrinking core model with a changing pore size distribution in every layer and we used a comprehensive mathematical model for sintering. Cylindrical and plate-like or slit pore geometries, usually associated with carbonate- and hydroxide-derived sorbents, respectively, were adopted and compared. It was concluded that sorbents with cylindrical pores sinter to a greater extent than those with slit pores. The decomposition and sintering kinetics were determined for three calcium sorbents with different pore geometries in FSI conditions. The study revealed that the presence of CO₂ and H₂O in the reaction atmosphere affects the sintering parameters whereas the calcination parameters remain constant. The model effectively correlated the experimental data and adequately predicted not only the evolution of the specific surface area but also the evolution of the pore size distribution of the sorbent over time. The most striking aspect of the research was that although our model calculated the total area by adding together the pore sizes in all the layers of the sorbent, the results were very similar to those of other sintering models.