H2O和SO2对CFB内石灰石同时煅烧/硫化反应中煅烧动力学的协同作用

采用自制恒温热重分析仪,研究了CFB工况下石灰石同时煅烧/硫化反应中H₂O和SO₂对石灰石煅烧动力学和孔结构的协同作用。煅烧环境中的H₂O能够促进石灰石的分解,但SO₂会减慢石灰石分解速度,且测试发现SO₂使煅烧后颗粒的孔容积下降,分解反应的效率因子减小。基于此提出SO₂减缓煅烧反应的机理：高温下,石灰石颗粒外层首先分解并生成多孔CaO层,其中的孔隙作为内部CaCO₃分解产生CO₂的外扩散通道,当煅烧气氛中含有SO₂时,颗粒的CaO层与SO₂反应生成CaSO₄,堵塞了CaO中的孔隙,增加了CO₂扩散的阻力,从而减缓了其分解速度。当石灰石在含有15% H₂O和0.3% SO₂的环境中分解时,其分解速度比不含二者的环境下快,而比含15% H₂O但不含SO₂的环境下慢,说明H₂O和SO₂对改变石灰石分解的速度有协同效应,但15% H₂O的作用比0.3% SO₂的作用更大。对效率因子的计算表明,该现象可能由于石灰石煅烧反应的速度控制步骤中本征反应速度的影响比扩散阻力的作用更大,而H₂O能够直接加速煅烧反应的本征速度。温度、粒径等均能够影响石灰石同时煅烧/硫化反应的中的煅烧速度。H₂O还能够促进CaO的烧结,并且H₂O和SO₂在降低石灰石煅烧产物的孔面积和孔容积上具有叠加效应。     

磷石膏地层用钙基成膜环保冲洗液研究与应用

针对磷石膏地层水平孔钻探工程存在松散磷石膏层孔壁坍塌、磷石膏遇水分散影响取心质量、冲洗液受钙侵导致其性能恶化以及钻孔轨迹控制困难等技术难题,同时满足绳索取心钻进工艺要求,室内针对性地开展了冲洗液技术研究,分析了磷石膏地层水平孔钻进对冲洗液性能的要求,并在室内处理剂优选、配方优化的基础上,研发了钙基成膜环保冲洗液体系,并成功应用于贵州某磷石膏矿尾矿库中的水平孔钻探工程。室内试验及现场应用结果表明,该体系具有良好的抗钙侵能力,滤失量低,流变性能相对稳定;能够在岩心表面形成相对坚固的保护膜,强化磷石膏孔壁,有效预防孔壁坍塌;保护岩心免受冲洗液侵蚀,提高了取心质量。此外,该体系由无毒和易降解的环保材料组成,具有良好的环保性能。     

Fractal analysis of the hierarchic structure of fossil coal surface

The fractal analysis is described as method of studying images of surface of fossil coal, one of the natural sorbent, with the aim of determining its structural surface heterogeneity. The deformation effect as a reduction in the dimensions of heterogeneity boundaries is considered. It is shown that the theory of nonequilibrium dynamic systems permits to assess a formation level of heterogeneities involved into a sorbent composition by means of the Hurst factor. __________ Translated from Fiziko-Tekhnicheskie Problemy Razrabotki Poleznykh Iskopaemykh, No. 3, pp. 14–24, May–June, 2008.     

钙基吸着剂增湿活化脱硫的试验研究

在高３．５ｍ、方形断面积１５０×１５０ｍｍ２活化器装置上进行了钙基脱硫剂喷水增湿活化脱硫试验。系统考察了增湿程度、钙硫比、ＳＯ２入口浓度及入口烟温等工艺参数以及双流体喷嘴的雾化特性对石灰和电石渣粉脱硫性能的定量影响。建立了脱硫效率的预测模型,该模型关联了出口温距和钙硫比的影响规律,与实验值的平均偏差小于８％。     

中温烟气干法脱硫系统同时脱硝实验

同时脱硫脱硝技术具有结构紧凑、费用低的潜力,已得到广泛关注。为探索流化床对多污染物同时脱除的可行性,提出中温同时脱硫脱硝技术方案,并在中试规模的循环流化床实验台上进行了同时脱硫脱硝的实验研究。结果表明:通过在650～800℃的中温烟气干法脱硫系统中喷入还原剂NH₂或尿素,可以实现同时脱硝。还原剂的加入对脱硫效果没有影响。使用NH₃作为还原剂时脱硝的最佳温度区间为700～750℃,最高脱硝效率为52.3%;使用尿素时最佳温度区间为780～810℃,最高脱硝效率为73.2%。副产物N₂O和NO₂的生成不明显,出口NH₃的逃逸可以通过提高床温进行控制。     

改性钙基吸收剂高温循环捕集CO2过程中的分形维数

采用醋酸溶液改性的石灰石作为CO2高温吸收剂,借助于N2吸附法研究了改性石灰石在循环煅烧／碳酸化反应过程中CaO分形维数的变化规律。结果表明：石灰石经醋酸改性后,其煅烧产物CaO的分形维数得到提高。随循环次数增加,来自天然石灰石CaO的分形维数迅速减小,而来自改性石灰石CaO的分形维数随循环次数增加而下降缓慢,且在相同循环次数时改性石灰石CaO的分形维数均高于天然石灰石CaO。研究发现来自改性和天然石灰石的CaO分形维数与其CO2捕集性能之间,分形维数与比表面积之间都存在着明显的内在联系。改性钙基吸收剂具有更高循环捕集CO2性能的实质是其煅烧产物CaO在循环煅烧／碳酸化过程中保持了较大的分形维数。     

新型吸附剂脱除烟气中气态汞的试验研究

用恒温水浴中汞渗透管的汞蒸气发生装置以及烟气主要气体成分模拟烟气条件，在小型固定床试验台上开展天然沸石、膨润土和蛭石及其化学改性剂作为吸附剂脱除气态汞的试验研究。经NaCl溶液改性后的钠型沸石对汞的吸附能力有所提高，但与活性炭相比，还有一定差距。随Hg0入口浓度增加，钠型沸石吸附量增加；吸附温度升高，其吸附量显著降低，呈现典型的物理吸附特征。对膨润土和蛭石利用表面活性剂改性后，其单位吸附量均有所增加，对单质汞的吸附均呈现明显非线性，主要靠表面物理吸附作用。用MnO2、FeCl3金属氧化物对矿石样品进行化学改性后，吸附时间大为延长，原因在于吸附过程不再是单纯的物理吸附，而在吸附剂表面发生了化学反应，化学吸附过程有效增加了吸附能力。因此，可进一步通过改变化学浸渍试剂，继续提高改性吸附剂的吸附能力。     

CuO／Al2O3烟气脱硫吸附剂再生技术的研究

对已经硫化的CuO／Al2O3脱硫吸附剂的可再生性进行了实验研究。实验证明，负载型金属氧化铜脱硫吸附剂在硫化后用还原性气体再生是实际可行的；CuO／Al2O3脱硫吸附剂最佳的再生温度为485℃、最佳反应气体流量为2．4L/min、最佳CH4浓度为1．1％。     

CO2 capture in a multistage CFB: Part I: Number of stages

The most common technology for postcombustion of CO₂ capture is the amine solvent scrubber. The energy consumption for capturing CO₂ from flue gases using amine solvent technology is 15–30% of the power plant electricity production. Hence, there is a need to develop more efficient methods of removing CO₂. A circulating fluidized bed using sodium or potassium carbonates is potentially such a process, as their high decomposition pressures allow regeneration at low temperatures using waste heat rather than steam from the power plant. But equilibrium data for the sorbents require the use of several cooled stages to achieve high CO₂ conversions. Here, a method of computing such a number of stages for a given CO₂ conversion was developed using multiphase computational fluid dynamics. It was found that it required six equilibrium stages to remove 96% of CO₂ with the initial mole fraction of 0.15 in a sorption riser. © 2017 American Institute of Chemical Engineers AIChE J, 63: 5267–5279, 2017