Fe_2O_3强化CaO粉末中温烟气脱硫的研究

为了研究粉煤灰中Fe2O3含量对钙基脱硫性能的影响,分别以CaO和CaO与Fe2O3的混合物为吸收剂进行实验,并加以比较。研究了加入氧化铁添加剂后,对中温烟气脱硫性能的影响和对固定床干法脱硫最佳温度的影响,氧化铁配比对氧化钙脱硫性能的影响等。结果表明,加入一定量的氧化铁,可以显著提高脱硫效率和氧化钙的利用率。当温度在650~750℃时,氧化铁与氧化钙的配比为1∶10时效果最好,脱硫效率可达94%,钙利用率54%。     

等离子体荷电干式喷钙脱硫工艺实验研究

将等离子体技术与传统干式喷钙脱硫技术相结合,利用脉冲电晕放电技术产生等离子体,对脱硫剂颗粒进行处理,脉冲放电脱硫反应器电极结构采用线筒式电极,正极性窄脉冲高电压供电,实验烟气流量为100m3/h~300m3/h.主要研究了脉冲放电脱硫的运行参数对脱硫效果的影响,目的是为脉冲放电烟气脱硫工业应用提供科学依据.实验结果表明:烟气中SO2浓度在1000mL/m3~2000mL/m3范围内,烟气温度在60℃~80℃范围内,氧化钙加入量按摩尔比CaO∶SO2=2∶1加入,能耗3(W·h)/m3~5(W·h)/m3,SO2脱除率达到85%以上.     

等速升温流态化下CaO/生物质焦的SO2/NO联合脱除特性

燃煤锅炉污染物超低排放标准对电厂脱硫和脱硝系统提出了更高的要求。CaO作为脱硫剂可以实现循环流化床锅炉烟气中SO₂的高效脱除,焦炭作为还原剂直接还原NO,同时CaO的存在对焦炭还原NO起催化作用,可以实现燃煤烟气中SO₂/NO的联合脱除。为了探究连续温度变化对CaO/生物质焦联合脱硫脱硝性能的影响,在钙循环捕集CO₂技术背景下,研究了等速升温流态化下CaO/生物质焦的SO₂/NO联合脱除特性。探究了烟气中O₂和CO₂对CaO/椰壳焦脱除SO₂/NO的影响。结果表明,O₂通过对椰壳焦表面碳原子的活化作用降低了异相还原NO温度,在300~950℃等速升温过程中CaO/椰壳焦的NO脱除效率逐渐增加,780℃以上能实现100%脱硝。O₂也提高了CaO/椰壳焦的脱硫效率。CO₂与CaO的碳酸化反应以及与椰壳焦的气化反应对同时脱除SO₂/NO有明显抑制作用。O₂和CO₂共同作用下,在500~800℃内CaO/椰壳焦的脱硝效率随温度升高而增加,脱硫效率先降低后升高。NO促进了CaO/椰壳焦脱除SO₂,而SO₂对脱硝有抑制作用。800℃时CaO/椰壳焦同时脱除SO₂和NO的效率分别为97.7%和93.9%。     

生石灰消化特性及其对SDA法烟气脱硫性能的研究

SDA法烧结烟气脱硫效率与石灰浆液的活性密切相关,在SDA烟气净化下,为了提高脱硫效率,考察了搅拌强度、消化水初始温度、m(H_2O)/m(CaO)等消化条件对生石灰的消化活性和烧结烟气脱硫效率的影响。结果表明,当搅拌转速为250r/min、消化水初始温度为25℃、m(H_2O)/m(CaO)=6∶1时,烟气脱硫效率达到92.5%左右。     

甲酸钙作为电厂脱硫添加剂的研究

本文研究了甲酸钙作为添加剂对湿法烟气脱硫效率的影响,将甲酸钙加入反应器后,脱硫效率提高,并且发现其相比其他测试的添加剂,工作性能良好。在发电厂进一步验证了实验结果,表明添加甲酸钙可以促进碳酸钙的溶解,加速石膏晶体的生长,提高脱硫效率。因此,甲酸钙是有效的添加剂,并且可以用于减少电厂所需的石灰石浆料的量,降低工业脱硫中的能量消耗和操作成本。     

烧结CaO的粒度对氧化钙质耐火材料抗水化性的影响

氧化钙被认为是一种热力学性能稳定的且性能优异的碱性耐火材料,尤其适用于真空或还原气氛下的二次炼钢工艺.然而,CaO在空气中易水化,限制了它的应用.本研究在1 600～1 650℃温度范围内利用二步煅烧法提高烧结CaO的抗水化性.第1步,在煅烧过程中,通过最佳温度的选择、急冷以及水化研制出高活性CaO.第2步,通过加入稳定的过渡金属氧化物和稀土氧化物添加剂,研制出高致密烧结CaO,且烧结CaO的粒度范围在80～120μm.50℃、相对湿度为92%的条件下检测烧结CaO的水化程度,时间为3h.结果显示,水化增重达到1.5%.利用烧结CaO制备的耐火砖在1 600～1 650℃温度内烧成.研制的氧化钙耐火材料的荷重软化温度为1 730℃.另外,由于烧结CaO的品粒尺寸较大以及与熔渣接触的晶界面积较小,预计可提高抗二次精炼的侵蚀性.该氧化钙耐火材料除了具有优异的高温性能外,在空气中保存1个月强度却没有降低.当氧化钙耐火材料(没有任何涂层)用塑料袋包装时,其保存时间可以提高到90天.     

氧化钙固硫性能的研究

研究了氧化钙（CaO）在煤燃烧过程中的固硫性能，讨论了燃煤的硫含量，温度、钙硫比以及添加二氧化铈(CeO2）对CaO固硫性能的影响，实验结果表明，随着煤中硫含量的增加，CaO的固硫率增大；CaO的固硫率在最佳固硫温度以下随温度升高而增大，超过最佳固硫温度则随温度升高而下降；同时还发现钙硫比在1：1以上时，CaO的固硫效果比较好，最佳固硫温度约为900℃；当温度为900℃且钙硫比为1：1时，CaO的最大固硫率可达到68％；CeO2的添加，可使最大固硫率提高约10％。     

电石渣/生石灰复合物流动性及脱硫性能

为高效、廉价地将电石渣利用于烟气脱硫中,详细分析了电石渣的物理性质,其具有较高的CaO含量和比表面积。将含水量为32%的电石渣与生石灰进行配比均化,得到的产物具有较好的流动性,且质量配比为1∶1.4时复合脱硫剂的脱硫性能最好。在同等Ca/S和烟气条件下,复合脱硫剂较CaO、Ca(OH)2等常用半干法脱硫剂有更好的脱硫性能。     

活性炭纤维脱除有色冶炼烟气中SO_2的性能

有色金属冶炼烟气中SO2浓度高、气量波动大。目前还没有特别有效的处理技术脱除有色金属冶炼烟气中高浓度的SO2。本文采用粘胶基活性炭纤维(ACF)为脱硫剂,对脱除模拟有色冶炼烟气中SO2(0.3%-0.8%)的性能进行了研究,考察了水蒸气含量、床层温度、SO2浓度以及体积空速对ACF脱硫性能的影响。研究结果表明:随着水蒸气含量的增加,ACF脱硫效率逐渐提高,随着反应温度的增加,脱硫效率先增加后减小。当烟气中SO2浓度为0.8%时,在水蒸气含量为33.6%、反应温度为100℃及空速为500h-1时,脱硫效果最佳,平台阶段脱硫效率达41%。降低入口SO2浓度和体积空速可进一步提高ACF脱硫的穿透时间、穿透硫容和平台阶段脱硫效率。     

氨法烟气脱硫制亚硫酸氢铵过程模拟优化

对氨法烟气脱硫制亚硫酸氢铵过程进行数值模拟和工艺优化,考察了吸收温度、氨水质量分数和烟气SO_2质量浓度对脱硫效果的影响,优化了工艺参数。脱硫过程采用两级吸收塔,分析结果表明,第一吸收塔温度对亚硫酸氢铵质量浓度和SO_2总吸收率影响较小,对吸收塔尾气中SO_2和NH_3质量含量影响较大,第一吸收塔温度优选40~45℃;第二吸收塔温度对烟气脱硫效果影响很大,第二吸收塔温度优选25~30℃;氨水质量分数优选25%~33%;脱硫效率随烟气SO_2质量浓度的增加而降低,随着烟气SO_2质量浓度增大,亚硫酸氢铵和亚硫酸氨的浓度增大,亚硫酸氢铵与亚硫酸铵质量比减小,吸收塔排放尾气中SO_2质量含量增大。     

CaO/FA吸收剂高温吸收CO2及穿透特性

利用完全煅烧后的CaO和粉煤灰（Fly Ash）为材料制备了CaO/FA吸收剂。在350~650℃温度范围内对其碳酸化反应特性进行了研究。考察了不同质量比的CaO/FA吸收剂吸收CO2的性能。利用XRD、N2吸附等表征手段对吸收剂反应前后产物进行了表征。结果表明：通过水合反应过程,吸收剂比表面积增大,孔径在5~40nm范围内属于中孔,有利于减小CO2向颗粒内部的扩散阻力。CaO/FA吸收剂CO2吸收量随温度的升高而增加。当CaO与粉煤灰的质量比为3:1时制备的吸收剂具有最好的CO2吸收能力,在650℃时其最大CO2吸收量达到了227.13mg/g。通过多次循环试验后,吸附剂仍保持较高的CO2吸收量与稳定吸收性能。失活模型可以很好地预测CaO/FA吸收剂吸收CO2的过程,并得到了理想的吸收速率常数和失活速率常数。     

助熔剂对型煤灰熔融特征温度的影响

研究了高灰熔点型煤灰成分与灰熔融特性的关系,考察了Fe2O3, MgO, CaO和固体水玻璃助熔剂对型煤灰熔融温度的影响. 结果表明,碱性氧化物与灰中所含矿物质在高温下易形成低共熔混合物,能有效降低型煤灰熔融温度. 加入等量(11%, w)的MgO, CaO及固体水玻璃、Fe2O3,流动温度分别下降了22.0, 58.8, 81.2和91.9℃. 通过三元相图及XRD分析揭示了物相组成变化和矿物晶体的存在形式. CaO, 固体水玻璃和Fe2O3适宜的添加量分别为11%, 9%和9%. CaO和固体水玻璃对型煤还具有粘结和促进气化作用,更适合作为助熔剂.     

聚硅酸铝铁絮凝剂的制备及在处理生活废水中的应用

以粉煤灰为主要原料制备聚硅酸铝铁絮凝剂,通过正交实验考察了原料的最佳配比,并对待处理污水的pH值进行了研究。结果表明,助溶剂碳酸钠与粉煤灰物质的量比0.2时,其对粉煤灰中铝、铁的浸出率影响最大;在焙烧温度860℃、酸浸温度105℃、盐酸质量分数30%、溶出时间1.5 h的条件下生产的产品,其絮凝效果最好,对生活废水的COD、色度和浊度的去除率分别为78.32%,80.78%,67.74%。在与聚合氯化铝、聚合氯化铁的对比实验中,聚硅酸铝铁的絮凝性能更佳。     

循环流化床锅炉飞灰增湿低温悬浮脱硫特性

以循环流化床锅炉飞灰作为实验对象,研究增湿活化飞灰在低温悬浮反应器中的脱硫特性。实验结果表明：增湿低温悬浮脱硫过程中,当水钙比能保证反应器中增湿灰的悬浮流化状态时,反应温度对钙利用率存在促进与抑制作用。水钙比为1时,钙利用率随反应温度的升高而增大;水钙比为3、5时,钙利用率随反应温度升高先升高后降低;水钙比为10时,钙利用率随反应温度的升高而降低;当水钙比为10,飞灰增湿低温悬浮脱硫可将循环流化床锅炉飞灰初始钙利用率由41%提高至60%左右,最佳反应温度在60～80℃之间。扫描电镜表明,飞灰增湿活化后,飞灰颗粒表面空隙增多、产生裂缝,有利于进一步在悬浮反应器中脱硫。     

气化条件下煤灰熔融性研究

以CaO和Fe2O3为助熔剂,分别与7种煤样进行不同比例的混合,在气化条件下进行煤灰熔融性实验,降低煤灰熔融性温度,为生产合成气用煤的选择提供科学依据。实验结果表明,7种煤样的流动温度均能降至1400℃以下,煤灰添加CaO助熔剂时的灰熔融性温度变化比较稳定,而对Fe2O3助溶剂都较为敏感,仅在很小的含量范围内能达到最低点,而且规律性较差。     

碱性氧化物对煤灰熔融特征行为的影响

利用分析纯试剂制备了酸碱比为0.82,但Na₂O、CaO、MgO和Fe₂O₃含量不同的合成灰,并在815℃下在马弗炉中进行灼烧后,对其熔融温度进行测定。同时利用扫描电子显微镜-能谱仪（SEM-EDS）和X射线衍射仪（XRD）对样品微观形貌和矿物组成进行表征。结果表明：随着Na₂O质量分数从4%升高到12%,合成灰变形温度（DT）、软化温度（ST）、半球温度（HT）和流动温度（FT）分别从1225℃、1233℃、1255℃和1297℃下降为1162℃、1174℃、1181℃和1189℃,意味着Na₂O对合成灰具有较强的助熔效果;随着CaO和MgO含量在合成灰中分别增加,DT、ST和HT均单调上升,而FT则呈先下降后上升趋势,说明二者含量变化与合成灰熔融温度呈非线性关系;随着Fe₂O₃质量分数由5%增加至30%,FT由1215℃上升至1308℃,而其他3个熔融特征温度并无显著变化。通过SEM-EDS和XRD表征发现,合成灰中耐熔矿物（SiO₂和CaAl₂Si₂O₈等）和助熔矿物（CaMgSi₂O₆和NaAlSiO₄等）的比例变化和含钠矿物、含钙矿物之间低温共熔反应程度是影响其熔融温度的主要原因。综合对比所有合成煤灰熔融特征温度和化学组成发现,对于具有相同酸碱比的煤灰,DT主要与样品中Na₂O含量和碱土金属总量（CaO+MgO）密切相关影响,而FT主要受Na₂O和Fe₂O₃含量影响。     

燃煤电厂干化灰渣中氯的脱除研究

干化灰渣是燃煤电厂脱硫废水零排放的固态废弃物,但由于氯含量高限制其资源化利用。再加之脱硫废水零排放技术渐成主流,研究干化灰渣高效脱氯的方法具有重要的现实意义。通过XRF和XRD对干化灰渣进行元素成分和物相表征,通过IR分析灰渣的结构特性,采用添加脱氯剂三氧化二铝（质量分数为2.5%~10.0%）并结合高温煅烧（600~900 ℃）研究了干化灰渣中氯去除过程。得到的优化工艺参数为：煅烧温度为700 ℃、煅烧时间为2 h、三氧化二铝添加量为7.5%,优化工艺下脱氯率可达96.9%。并对脱氯剂三氧化二铝的作用机理作了初步分析。     

钢渣-粉煤灰复合胶凝材料的试验研究

以钢渣、粉煤灰等固体废物,掺加少量的普通硅酸盐水泥、脱硫石膏,辅以适量化学激发剂,研制开发新型复合胶凝材料。试验表明,少量水泥能够有效地激发出钢渣-粉煤灰体系潜在的活性,单掺水泥的钢渣-粉煤灰体系最优配比为:钢渣/粉煤灰=6:4,水泥掺量为15%;对于复掺水泥和脱硫石膏的钢渣-粉煤灰体系来说,最优配比为钢渣/粉煤灰=6:4,水泥掺量为15%,脱硫石膏掺量为10%。合适的化学激发剂可以较好地提高复合胶凝材料的性能,复合胶凝材料在自然养护的条件下比标准养护条件下强度增长更快。     

贵州典型煤矿区煤矸石灰化释汞研究

为弄清贵州煤矸石资源化利用(烧砖、发电)过程中汞的释放特征,对贵州水城、兴义、麦坪等地典型矿区煤矸石进行了灰化实验,测定了煤矸石在不同灰化温度下的烧失量以及汞含量,研究了煤矸石在灰化过程中汞的含量变化。结果表明:所有煤矸石烧失量在300℃～500℃时随温度的增加与温度呈正相关性,500℃以后烧失量的增长趋势平缓;水城、麦坪、兴义等地煤矸石可燃有机成分高达20%～40%,可作为能源适用于发电、烧砖等;煤矸石中的汞很容易灰化释放,400℃时煤矸石中的汞大部分都可以释放出来,500℃时的灰化产物中汞含量基本趋向零,汞挥发率达到95%左右。