NO2对中温干法脱硫反应影响的实验研究

利用鼓泡床反应器对NO2对中温干法脱硫反应的影响开展了实验研究.分别采用分析纯CaO和工业级石灰两种物质作为吸收剂,在250℃和350℃两个反应温度下研究NO2对吸收剂转化率的影响.结果表明,NO2的存在可以提高吸收剂转化率;250℃下NO2的作用显著高于350℃;250℃下NO2浓度的增加对吸收剂转化率基本没有影响;在350℃时,对于分析纯CaO,NO2浓度的增加降低了吸收剂转化率,这主要是由于SO2与NO2的竞争反应引起的;工业级石灰内含杂质较多,对一些反应有催化作用,因而其反应现象与分析纯CaO略有不同.     

CaO高温分离CO2过程的数值模拟

钙基吸收剂煅烧-碳酸化循环法(CCRs)是一种新兴的分离燃煤锅炉尾部烟气中CO2的方法.CaO与CO2碳酸化反应对于CCRs法的应用起着非常重要的作用.本文采用随机孔隙模型(RPM)对CaO与CO2碳酸化反应过程进行了研究,结果表明,适当提高CaO与CO2碳酸化反应的温度和系统压力,增加CaO吸收剂的初始孔隙率、优化CaO的初始比表面积等措施能够有效提高CaO碳酸化转化率和对CO2的吸收容量.     

Cl对钙基吸收剂捕集CO_2性能的影响

在分析纯CaCO_3中浸渍添加Cl,利用双固定床反应器和热重分析仪研究了Cl对CaCO_3循环捕集CO_2性能的影响。结果表明:Cl/Ca摩尔比大于0.25:100时,随Cl/Ca摩尔比继续增加,吸收剂循环碳酸化转化率迅速降低.当Cl/Ca摩尔比为4:100时,经5次循环后吸收剂基本失去循环捕集CO_2活性.吸收剂化学反应控制阶段的碳酸化速率和碳酸化转化率均随Cl/Ca摩尔比增加而降低,Cl对吸收剂扩散控制阶段碳酸化速率影响不大.添加Cl后,吸收剂烧结加剧,孔隙坍塌堵塞更加严重,比孔容和比表面积均减小,导致吸收剂循环碳酸化转化率降低。     

钙基CO2吸收剂的种类和粒径对循环煅烧/碳酸化的影响

在流化床反应器内研究了吸收剂种类(石灰石、白云石)和颗粒粒径(90～200μm和200～450μm)对钙基吸收剂碳酸化特性、煅烧特性以及循环稳定性的影响,并对新型CaO/Ca12Al14O33吸收剂的循环稳定性进行研究.结果表明:钙基吸收剂在流化床内均能有效吸收CO2.在碳酸化阶段,吸收剂种类对吸收剂的吸收特性影响较大,而颗粒粒径对其影响较小;在煅烧阶段,CaCO3分解速率随颗粒粒径的减小而增大.随着循环反应次数的增加,钙基吸收剂反应活性下降,相对于白云石和石灰石,CaO/Ca12Al14O33具有更高的循环稳定性,并在七次循环后活性不再发生变化.对于石灰石吸收剂,循环稳定性随循环次数的变化受粒径影响较小.白云石吸收剂由于在循环中容易破碎,因此粒径对其循环稳定性有一定的影响.     

钾基CO2吸收剂再生反应特性

通过热重分析试验研究了钾基 CO2 吸收剂的再生反应特性.深入分析了气氛、分解终温和升温速率对再生转化率和分解反应速率的影响.通过热分析方法求取了反应动力学参数.研究发现,其分解终温最佳值为 200℃;CO2 和H2O 在分解终温较低时对反应过程的影响较大;升温速率对反应的影响程度在其高于 10℃/min 后明显减弱;KHCO3分解反应的表观活化能为 90～120 kJ/mol.本文为干法 K2CO3/KHCO3 循环脱除 CO2 的研究提供了一定的基础数据.     

700～85°C内H2O对CaO上NH3氧化的影响

本文验证了先前建立的FTIR定量方法对高H2O含量下NO和NH3测量的精度,研究了700～850°C内H2O对CaO上NH3氧化的影响.结果表明:含H2O高达15%时,NO和NH3的测量结果仍具有高精度,误差分别为±2%和±3%;H2O抑制CaO上NH3氧化的活性及副产物NO2的生成;NH3转化率随H2O浓度增大先迅速降低而后降低缓慢;同一温度下,NO产物选择性不随H2O浓度变化而改变;基于H2O Langmuir吸附于CaO表面竞争活性位,建立了H2O抑制CaO上NH3氧化的动力学模型,与实验结果符合良好.     

镁渣脱硫剂孔隙结构分形特性的研究

本文在实验室条件下通过镁渣和粉煤灰的水合反应,制备了可用于循环流化床锅炉的脱硫剂。采用热重分析法测定了脱硫剂的钙转化率,借助N2吸附法研究了不同水合条件下脱硫剂孔结构分形维数的变化特性以及分形特性对脱硫能力的影响。结果表明,镁渣孔结构的分形维数会随孔隙平均孔径的增大而减小,也会随水合温度和灰钙比的增大而增大,但在水合时间为8 h时呈现峰值特征;在最佳水合参数下,得到分形维数适中的镁渣脱硫剂,从而达到较好的脱硫效果。     

CaO表面CO对NO还原作用的实验与模型研究

循环流化床炉内石灰石脱硫对NOx排放产生影响,包括对挥发分氮氧化的催化作用以及对CO-NO还原的催化作用。利用固定床反应器对不同条件下CaO颗粒表面NO+CO的催化反应特性进行了探究。实验表明,无氧条件下,CaO能够显著催化CO还原NO,NO转化率与反应温度和CO浓度正相关,与NO浓度负相关.基于Langmuir-Hinshelwood机理建立了CaO催化NO+CO反应动力学模型,模型考虑了颗粒内、外扩散的影响.该模型适用于氧气浓度很低、CO浓度较高条件下。而在有氧气氛中,该反应受到明显抑制,且O2浓度越高,抑制作用越明显;当CaO周围氧气浓度远大于CO时,可忽略CaO对NO的催化还原作用。     

Si/Al/Na/Ca对准东煤灰熔融特性的影响

采用Factsage软件计算分析了Si/Al/Na/Ca对准东煤灰熔融特性的影响,结果发现:准东煤灰中Si02主要起助熔作用,流动温度随SiO_2含量增加而降低.当Al_2O_3含量低于12%时,流动温度随Al_2O_3含量增加而降低;当Al_2O_3含量大于15%时,流动温度随Al_2O_3含量增加而升高.Na_2O对流动温度的影响与灰中其他组分有关,总体而言,Na_2O起助熔作用.SiO_2/Al_2O_3质量比小于3.0的准东煤灰中,当CaO含量小于30%时,流动温度随CaO含量增加而降低;当CaO含量大于30%时,流动温度随CaO含量增加而升高。     

O2/CO2气氛下石灰石煅烧及烧结特性研究

本文研究了在O2/CO2气氛下石灰石的煅烧和烧结特性.结果表明,空气气氛下煅烧所得CaO的孔隙率和比表面积均较O2/CO2气氛下的大,但O2/CO2气氛下煅烧所得CaO具有更大的最可几孔径.石灰石在O2/CO2气氛下1000℃煅烧时的产物具有最大的比孔容积和比表面积,且石灰石煅烧产物CaO的比孔容积和比表面积均随气氛中CO2浓度的增加而下降,在低CO2浓度下下降较为迅速,而在高CO2浓度下下降逐渐趋于平缓.在延长相同烧结时间的情况下,O2/CO2气氛下CaO孔结构受烧结影响的程度要比空气气氛下轻微.