O2/CO2气氛下石灰石煅烧与硫化反应研究

富氧燃烧技术是一种能够综合控制燃煤污染物排放的新型洁净燃烧技术。本文对O2/CO2气氛下煤燃烧流化床条件下的石灰石煅烧分解特性进行了热力学分析，并与热重试验结果进行了对比，得出石灰石的起始分解温度随O2/CO2气氛中CO2分压比的增大而增加，但增幅减小。结合小型流化床试验装置上煅烧与硫化反应过程中的石灰石样品的孔结构特性和可视化SEM分析，得出空气气氛和O2/CO2＝20/80气氛在煅烧与硫化反应过程中的孔结构特性差异很大：反应温度为1 123 K时，空气气氛下石灰石迅速分解，比表面积、孔隙率增大，硫化反应发生后孔堵塞导致比表面积、孔隙率减小；1 123 K的煅烧温度还不足以使O2/CO2＝20/80气氛下的石灰石分解，硫化反应过程中还伴随着石灰石的煅烧分解。     

流化床燃烧过程中水煤浆硫分析出规律的研究

燃烧脱硫县有投资省、设备简单、脱硫剂价廉易得等优点,尤以流化床燃烧技术最能适应燃烧过程中添加石灰石或其它脱硫剂来实现脱硫。与流化床燃烧过程中煤的脱硫研究相比,对水煤浆的硫分析出规律的研究甚少。因此,本文作者用改进的ZCL自动测硫仪进行了不同流化床燃烧条件及不同煤浆中硫分析出规律的研究,并讨论了各因素对硫分析出规律的影响。     

用于流化床燃烧脱硫的石灰石固硫反应模型

在模拟流化床燃烧脱硫气氛和温度条件下，建立了石灰石煅与固硫反应同时进行的数学模型。描述了两反应过程之间的相互影响及石灰石内部晶粒大小、孔隙率和运行参数对反应过程的影响。模型的合理性通过理论计算和实验结果的比较得到验证。     

燃煤过程中CaO对氟析出的固定作用

通过XRD和热力学分析探讨了煤燃烧过程中CaO燃烧固氟反应与反应平衡过程。固定床燃烧试验表明 :在燃烧温度 1173K时 ,CaO对煤中氟析出的抑制范围在 13 6 1W %～ 80 4 4W % ,平均为 4 7 5 3W %。d 15 0mm×10 0 0mm流化床燃烧试验表明 :流化床燃烧时 ,CaO对煤中氟析出的固定作用比固定床燃烧效果明显 ,石灰石的添加量和粒度对固氟效果有显著的影响。对于本试验 ,0 2mm～ 1 0mm粒度的石灰石固氟效果最佳 ,在Ca F =6 0～ 70时 ,脱氟率可达到 6 6 7W %～ 70 0W %。在燃煤过程中添加CaO或石灰石具有固氟固硫的双重作用。     

PVC塑料流化床气化试验研究

为开发城市生活垃圾低污染流化床气化与旋风燃烧熔融技术,研究了垃圾中广泛存在的PVC塑料在流化床内的气化特性与污染物生成机理。不同温度和过量空气系数下进行了流化床PVC气化试验,分析了不同工况对PVC中Cl转化为HCl的影响。实验结果表明,反应高于600 ℃、过量空气系数大约0.4时,Cl转化为HCl的选择性达到95％以上;气化效率达到22％～25％,气化气热值达到2 000 kJ/m3～2 300 kJ/m3。反应高于700 ℃,PVC流化床气化生烟量明显减少,过量空气系数0.6时,生烟量减少到PVC质量的10％左右。提出的HCl析出与生烟机理较好地解释了试验结果,为城市生活垃圾气化熔融技术提供了相关基础数据与污染物生成及控制方法。     

流化床半焦等温热重CO2气化动力学研究

采用等温热重法对４００－９００℃温度下流化床制得的神木煤半焦进行了ＣＯ２气化动力学研究。结果显示，排除反应初始阶段脱挥发分的影响后，不同制焦温度下的半焦的气化反应活性基本相同，这是由于所用热重实验条件下半焦脱挥发分后得到的焦具有相近的孔结构及活性点浓度造成的。实验得到了流化床半焦在９５０－１０５０℃范围内的气化动力学参数。     

Ce1-xEuxOy固溶体的制备及甲烷燃烧催化性能研究

采用溶胶凝胶法和微波技术制备了Ce1-xEuxOy固溶体，以甲烷催化燃烧为探针反应及XRD，BET和TPR对催化剂进行了表征。结果表明，CeO2和Eu2O3相互作用形成了立方相的Ce1-xEuxOy固溶体，随着Eu含量的增加，Ee1-xEuxOy固溶体的晶胞参数变大，实验测定值和计算值基本一致。Ee1-xEuxOy固溶体的甲烷催化燃烧活性和抗烧结性能高于单组分CeO2，且随着X的变化而不同，其中以Ce0.5Eu0．5Oy固溶体的活性最高。Ce1-xEuxOy固溶体催化剂活性提高的主要原因是降低了反应的活化能。     

污泥的异重流化床燃烧机理研究

采用异重流化床燃烧技术 ,在一内径为Φ60mm的小型热态流化床上进行了污泥的凝聚结团特性及燃烧特性试验 ,得到了污泥在异重流化床炉内的水分蒸发及挥发分析出过程。对不同污泥燃烧过程的可用能进行分析。选取了宁波污泥在TGD - 50 0RH差示热天平上进行了热重法 (TG) ,微商热重法 (DTG) ,热差分析 (DTA)等分析 ,得出污泥的差热曲线 ,归纳出污泥的动力学参数和方程。     

城市生活垃圾的燃烧特性

选取城市生活垃圾中的九种典型级分进行热重特性试验，根据热失重曲线得出反应动力力学参数及反应速率控制方程，提出燃烧指数表征垃圾的燃烧特性。研究结果表明，垃圾中不同的组分的燃烧特性判别很大，不同的垃圾控制燃烧反应的过程是不同的，废塑料，废纸和废棉布类符合两段燃烧模型，且低温段的动力学参数Ｅ和Ａ远大于高温段，其余六处组分可用一段模型来描述，计算得出的失重关系式能较好地反映垃圾燃烧的失重过程，挥 分高的垃     

添加剂对煤气化过程中石灰石固硫行为的影响

为了研究添加剂在石灰石固硫过程中的作用，选择了一系列添加剂对含不同氧化镁的二种石灰石进行改性，采用ＸＲＤ、ＸＰＳ及ＤＴＡＴＧ技术，研究了石灰石改性前后及煤气化过程中固硫反应前后钙基固硫剂的结构、表面组成及热性能，并与固硫特性相关联。实验得出：无机氯化物及一系列钠盐对石灰石的固硫能力具有不同程度的影响，其中氯化钠的促进作用最明显，其添加量有一最佳值；氯化镁及氢氧化钠具有负作用。添加剂通过影响石灰石的热分解性能及其气化残物的表面组成而起作用，对石灰石的结构影响较小。     

热煤气脱硫工艺基础特性研究

本文介绍了在加压流化床脱硫间歇试验装置上进行的热煤气脱碱工艺基础性研究结果，利用美国ＵＣＩ公司制备的高温钛酸锌脱硫剂研究了反应温度，压力，气体速度等因素对煤气脱硫过程的影响；     

Attrition of dolomitic lime in a fluidized-bed reactor at high temperatures

Results of an experimental study on the rate of attrition of lime catalyst/sorbent in a high-temperature, turbulent fluidized bed with quartz sand are presented. Batch measurements were conducted at 850°C in an electrically heated gasification reactor of the inner diameter of 5.1 cm with three samples of high-grade dolomitic lime of the particle size 450 ??m, 715 ??m, and 1060 ??m, respectively. In addition to the influence of the particle size, the effect of operating (elapsed) time was investigated at different superficial gas velocities. Assuming that the attrition rate decreases exponentially with time, a simple mechanistic model, enabling the correlation of the measured experimental data, was developed. The course of the lime particles attrition is described as a function of the elapsed time, excess gas velocity, and particle size. The presented approach and the results might be applicable for the attrition of high-grade dolomitic lime, particularly in fluidized gasification of biomass.     

茂名油页岩流化床燃烧排放SO2的实验研究

在间歇式流化床反应器中进行了茂名油页岩的燃烧脱硫实验，考察了床温、油页岩粒度、油页岩含水量、钙硫摩尔比和外加灰分／页岩重量比等因素对ＳＯ２排放指标的影响程度。实验结果表明，在本实验范围中，上述因素对二氧化硫排放量影响的强弱程度为：油页岩含水量＞钙硫比＞灰岩比＞床温＞油页岩粒度。通过对实验现象的分析，本文发现工业流化床固硫要求Ｃａ／Ｓ摩尔比远大于１的另一个重要原因是：油页岩热解、挥发分燃烧释放二氧化硫的本征速率远大于石灰石固硫的本征速率。     

流化床O2/CO2气氛下添加石灰石对燃煤PM2.5的控制

采用小型流化床研究了在O₂/CO₂气氛下添加石灰石对PM_2.5(空气动力学直径小于2.5 μm的颗粒物)的控制.实验采用荷电低压撞击器(ELPI)采集和分析燃烧后的PM_2.5.结果表明,添加石灰石是燃烧过程中影响PM_2.5生成的重要因素.添加石灰石后,生成PM_1.0的数量浓度均降低,而PM_1.0~2.5的数量浓度均略有增加;PM_2.5质量粒径分布均呈双峰分布,峰值分别出现在0.2和2.0 μm左右.随着Ca/S物质的量比的增加,PM_2.5中Si、Na、K、S和Cu的含量呈减少的趋势;随着颗粒粒径的减小,S、Cu、K和Na的含量有增大的趋势,而Si的含量有减少的趋势.     

Analysis of the dynamics of coal char combustion with ignition and extinction phenomena: Shrinking core model

Single‐particle combustion of coal char is analyzed using a generalized shrinking core model. Finite volume method, which was earlier employed by the authors in solving moving boundary problems involving fluid–solid noncatalytic reactions in general, is used to solve fully transient mass and energy equations. The model takes into account convection and diffusion inside the particle as well as in the boundary layer. The computed results are compared with the experimental data of the authors for combustion of coal char in a fluidized bed combustor. The effects of parameters such as bulk temperature and initial particle radius on the combustion dynamics are examined. The phenomena of ignition and extinction are also investigated. Finally, the importance of Stefan flow, originating due to nonequimolar counterdiffusion, on combustion of coal char is analyzed. © 2008 Wiley Periodicals, Inc. Int J Chem Kinet 40: 569–582, 2008     

Simultaneous fermentation and separation of lactic acid in a biparticle fluidized-bed bioreactor

A bioreactor configuration has been tested for simultaneous fermentation and separation of the desired inhibitory product, lactic acid. The bioreactor is a fluidized bed of immobilized Lactobacillus delbreuckii. Another solid phase of denser sorbent particles (a poly-vinyl pyridine resin) was added to this fluidized bed. These sorbent particles fell through the bed, absorbed the product, and were removed. In test fermentations, the addition of the sorbent enhanced the fermentation and moderated the fall of the pH. The biparticle fluidized-bed bioreactor utilizing immobilized microorganisms and adsorbent particles has been shown to enhance the production of lactic acid fourfold in this nonoptimized system.

     

Sulfation behavior of CaO from long-term carbonation/calcination cycles for CO2 capture at FBC temperatures

In this work, SO₂ capture behavior of CaO derived from the dolomite and the limestone during long-term carbonation/calcination cycles for CO₂ capture at fluidized bed combustion (FBC) temperatures was investigated. The cyclic carbonation/calcination of CaO was performed in a dual fixed-bed reactor and then the cycled CaO was sent for sulfation in a thermo-gravimetric analyzer. At the typical FBC temperatures (850–950 °C), SO₂ capture capacity of CaO from the different carbonation/calcination cycles increases with the increasing the temperature. The sulfation conversion of CaO derived from the dolomite (CaO-dolomite) decreases as the carbonation/calcination cycle number increases from 0 to 200. Although the sulfation conversion of CaO derived from the limestone (CaO-limestone) decreases with increasing the cycle number from 0 to 40, its conversion does not always decay with the number of cycles. The sulfation conversion of CaO-limestone shows a slight increase with increasing the cycle number from 40 to 150 and then exhibits a decrease with increasing the cycle number further. The sulfation conversions of CaO-limestone after different cycles are determined by the specific surface area and the volume of macropores >0.2 μm in diameter. The particle size and SO₂ concentration have important effect on sulfation behavior of CaO from various cycles.     

RDF流化床燃烧过程NOx生成比较研究

随着中国经济的迅速发展和城市化进程的加快,由此带来的负作用凸现：各种资源的消耗不断增加;同时这种传统的高消耗、低产出、高污染的经济发展带来的环境污染也非常严重。据不完全统计,2003年中国城市生活垃圾总量为1．9亿t,并以每年8％～10％的速度递增,对垃圾进行简单填埋、焚烧不但污染土壤和地下水,     

煤在热载体流化床中的热解模型

煤粒在热载体流化床中的热解规律对于设计煤气、热、电三联产的关键装置－热载体流化床干馏炉是十分重要的。本文建立了煤粒在热载体流化床中的传热和热解反应的微分方程，并对其进行了数值求解，得到了煤粒度、热载体流化床操作速度、热载体流化床床层温度、热载体颗粒粒径等对煤气产率的影响规律，为热载体流化床干馏炉的设计提供了计算方法和理论依据。