钙基脱硫剂煅烧特性的研究

作为主要脱硫剂的石灰石锻烧特性对脱硫效果有重要的影响。介绍了对不同粒径的石灰石,在不同终止温度、不同加热速率下进行热重实验。研究表明粒径、温度及加热速率对煅烧特性存在一定影响。同时比较了在静止气氛和流动气氛中石灰石的煅烧情况。最后,采用Flynn—Wall—Ozawa法计算煅烧反应的活性能。     

O2/CO2气氛下水蒸气对石灰石同时煅烧/硫化的影响

为进一步探讨富氧气氛下水分对硫化特性的影响,利用等温热重实验装置,进行了富氧燃烧石灰石同时煅烧/硫化实验,研究了水蒸气浓度、温度、石灰石粒径以及种类等对石灰石同时煅烧/硫化特性的影响。水蒸气提高了石灰石煅烧速率,石灰石完全分解时间缩短;在硫化反应动力学控制阶段水蒸气的影响不明显,而到扩散控制阶段促进作用变得显著。富氧气氛下水蒸气的影响随温度（实验范围）升高而突出,温度越高最终的钙转化率越高。粒径效应显著,随石灰石粒径的减小最终钙转化率明显提高。水蒸气对不同种类石灰石的同时煅烧/硫化特性影响趋势基本一致。     

钙基吸收剂循环锻烧/碳酸化反应过程特性研究

在常压煅烧/碳酸化反应器系统上,研究随着循环反应次数N的变化操作条件对钙基吸收剂循环煅烧/碳酸化反应（CCR）吸收CO2过程中碳酸化转化率XN的影响规律,操作条件包括碳酸化温度TCAR、煅烧温度TCAL、颗粒粒径d等。给出了综合碳酸化转化率YN的定义,并用YN比较不同钙基吸收剂吸收CO2能力的大小。结果表明：TCAR为700℃时石灰石的XN最高,白云石则在650℃时XN最高,在650～700℃时白云石的XN远高于石灰石,但它们的YN相差不大;当TCAL超过1050℃时石灰石的XN急剧衰减,而白云石的XN则衰减程度不大,在高温煅烧时白云石的YN比石灰石更高;随粒径的增大,石灰石的XN逐渐减小,而白云石则存在最佳的粒径分布使XN最大,粒径的变化对石灰石的XN影响更大。随循环CCR反应次数的增加,石灰石煅烧产物的微观结构变化较大,而白云石则变化较小。     

流态化下电石渣循环煅烧/碳酸化捕集CO_2特性

在鼓泡流化床上研究电石渣在循环煅烧/碳酸化反应中的CO2捕集特性,考察循环次数、反应温度、流化数和颗粒粒径对流态化下电石渣循环碳酸化转化率和速率的影响。结果表明:循环次数增加使电石渣碳酸化转化率衰减,经过50次循环其转化率可达0.2,高于石灰石。反应初期,电石渣碳酸化速率低于石灰石,但经过一段时间后高于石灰石。碳酸化温度为700℃,煅烧温度为850~900℃时可使电石渣保持较高循环捕集CO2性能。增加流化数提高了电石渣化学反应控制阶段的碳酸化速率,对产物层扩散阶段速率影响较小。颗粒粒径增大对化学反应控制阶段速率影响不大,但降低了产物层扩散阶段速率。     

煅烧石灰石过程中团聚体颗粒内的晶粒融合现象分析

针对石灰石煅烧过程中存在的晶粒融合现象,从三维空间角度认识CaO晶粒聚集融合形成团聚体的过程,建立三维空间黏附方程并进行计算机模拟,模拟结果与扫描电镜照片比较表明:石灰石在高温煅烧过程中,CaO晶粒间存在融合现象。结合压汞分析仪实验数据,通过分析晶粒融合对团聚体颗粒微观结构特性的影响,发现晶粒融合会导致CaO颗粒分形维数、孔隙率、比表面积的降低,从而影响脱硫剂的脱硫反应效率。     

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。     

作为新型C02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C02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(920～1050℃)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.     

在加压气化条件下用石灰石和白云石作为硫吸收剂

石灰石和白云石吸收Ｈ２Ｓ的实验可用加压热重力仪来进行研究。试验条件的选择与加压流化床气化器条件相似，依照这些条件，未煅烧的石灰石（ＣａＣＯ３）或煅烧过的石灰石（ＣａＯ）半煅烧白云石（ＣａＣＯ３＋ＭｇＯ）或完全煅烧白云石（ＣａＯ＋ＭｇＯ）与Ｈ２Ｓ的发生反应，反应产物是硫化钙（ＣａＳ），由于热动力的限制，ＭｇＯ在这些环境下，不能与Ｈ２Ｓ发生反应。（注：以下将未煅烧的石灰石，煅烧过的石灰石，半煅烧的白云     

基于孔隙尺度的石灰石煅烧和硫化反应模拟分析

基于介观尺度(多孔介质尺度)研究循环流化床锅炉炉内石灰石脱硫机理,引入格子Boltzmann方法建立石灰石煅烧反应和硫化反应的反应动力学模型,采用C++语言开发了石灰石脱硫反应计算程序,并利用该程序研究了煅烧反应和硫化反应特性。结果表明,随着煅烧反应的进行,CaCO₃逐渐被消耗,并生成多孔的CaO;提高温度可促进煅烧反应的进行,提高环境CO₂质量浓度会抑制煅烧反应。对于硫化反应,生成的CaSO₄会覆盖在CaO表面并使孔隙变小进而逐渐堵塞,导致部分CaO未反应完全,提高SO₂质量浓度可促进硫化反应的进行,而O₂质量浓度的影响与此相反,且SO₂质量浓度的影响更大。     

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。     

石灰石和贝壳的煅烧及CO2吸收循环特性

选取天然石灰石和贝壳作为钙基材料,进行CaCO3／CaO循环煅烧／碳酸化反应,原料成本低并且资源丰富。该文在热重分析仪上对不同原料的煅烧动力学特性和CO2循环吸收特性进行研究,对循环前后产物的扫描电镜（scanning electron microscopy,SEM）形貌及其孔径分布进行分析。结果表明,随着循环次数的增加,二者活性都有所降低,通过多次循环后样品的孔径分布和扫描电镜形貌观察到,石灰石微孔减少,烧结现象严重,而贝壳分布在中孔和大孔之间,钙利用率较低,形貌未发生明显变化。由于二者组分和结构上的差异,使得天然石灰石在CO2循环吸收性能上优于贝壳,而贝壳则具有较好的循环稳定性。     

喷钙脱硫系统中增湿活化装置的脱硫性能研究--模型的建立

根据喷钙脱硫系统开发和深入研究的需要,对于系统的关键部件——增湿活化装置,建立了能综合考虑装置内颗粒运动、水分蒸发、颗粒间碰撞含湿吸收剂脱硫的气－固－液多相反应器模型。模型可对增湿活化装置内烟温、吸收剂粒度、喷水量、［Ｃａ／Ｓ］比、风速等因素对脱硫效率的影响进行研究。文章还建立了研究增湿活化装置脱硫性能的理论模型。     

水蒸气对石灰石/白云石循环吸收CO_2能力影响

利用自制能实现等温下热重测量的实验系统,研究了水蒸气对不同粒径范围(75~97μm,150~250μm,355~450μm)石灰石与白云石在循环煅烧/碳酸化过程中对CO2吸收能力的影响。结果表明,当不考虑水蒸气时,白云石对CO2的吸收能力要高于石灰石;而考虑水蒸气时,两者对CO2的吸收能力则相差不多。碳酸化阶段水蒸气的存在提高了钙基吸收剂对CO2的吸收能力,尤其对石灰石作用更加明显。如在20%水蒸气下,石灰石循环第8次对CO2的吸收能力为0.24 g/g,而无水蒸气时仅为0.18 g/g。实验结果表明:比较石灰石与白云石对CO2的循环吸收能力时,水蒸气是重要的影响因素。     

石灰石焙烧特性对流化床脱除H2S的影响

在小型流化床装置上,以长广石灰石为样品,进行了焙烧气氛、温度和焙烧时间等参数对石灰石脱除H2S反应影响特性的实验研究。在不同温度下,分别将石灰石在模拟煤气和模拟烟气气氛中焙烧60 s和300 s,然后直接在模拟煤气气氛下进行硫化反应实验,同时进行了未焙烧石灰石的硫化反应实验。实验结果表明,温度、焙烧时间和焙烧反应气氛对石灰石脱硫反应均有不同程度的影响。     

工业废弃物的煅烧及动力学特性实验研究

采用TGM/SDTA85le热分析系统研究了白泥、盐泥、碱渣和电石渣等4种工业含碱废弃物及淄博石灰石的煅烧特性,并用多重速率法计算其煅烧反应活化能,以期为进一步研究废弃物的脱硫特性提供理论依据。结果表明:升温速率越小,分解速率越快;煅烧温度越高,分解越快;但最终的失重率相差不大;电石渣的活化能较小,碱渣和盐泥的活化能相对较大。     

干性条件下脱硫反应中孔分布模型的研究

该文利用压汞分析微观手段，对吸收剂孔结构的实验数据提出脱硫剂的孔径分布满足高斯函数分布形式，在此基础上，充分考虑了吸收剂颗粒内部孔结构在硫化反应过程中的变化，建立了干性条件下SO2和多孔CaO反应的孔分布数学模型。模型计算结果与试验结果吻合较好，能够很好地反映脱硫反应的本质过程，可以用来预测脱硫剂的钙转化率。     

气固两相流横掠圆管传热的研究

本文根据气固两相流横掠圆管的传热机理，建立了能综合考虑颗粒运动轨迹、颗粒与壁面的碰撞频率、碰撞角度、颗粒在壁面停留时间、颗粒与壁面接触面积、固体颗粒浓度、颗粒粒度、圆管位置、烟气流速和温度等因素对气固两相流传热影响的两维数学模型。模型通过对流场和颗粒场的计算可较好地模拟气固两相流传热过程的复杂性和随机性，模型计算结果与实验相吻合。本模型可为工程应用提供较可靠的计算方法。     

氧化淀粉为碳源冷冻干燥法制备LiFePO_4/C的研究

以氧化淀粉为碳前驱体和分散剂,采用冷冻干燥法制备LiFePO4/C正极材料,利用XRD、SEM、恒流充放电等手段对LiFePO4/C复合正极材料的物相结构、表观形貌及材料的电化学性畿进行研究.结果表明:冷冻干燥法可以使原料变成粉末,同时不破坏其均匀的混合状态;以氧化淀粉为碳源,碳含量为7.07%,在700℃高温下煅烧12 h合成的材料具有完整的晶型结构,颗粒大小均一,首次放电比容量达到165 mAh/g,接近理论放电比容量.1 C倍率下,50次循环后的容量衰减仅为0.20%,5 C倍率下,50次循环后的容量衰减为1.39%,电化学性能优异.