金属氧化物对Ca(OH)_2脱硫影响的研究

1前言鉴于钙基吸收剂干法烟气脱硫技术在脱硫产物处理等方面的优势，本文开展了Ca（O）。中低温干燥状态下的反应特性、活化能及其影响因素的试验研究，以求进一步增强对其反应特性的了解并弄清金属氧化物的作用。2装置及样品试验装置如图1示，采用硫化床形式以强化吸收剂与气相反应物之间传质。床层温度由理入反应器内的热电偶测出并由温控仅控制。SOZ气体经稀释气体稀释并混合、预热后流入反应管进行反应，反应后气体由尾部的SOZ吸收水箱吸收后排入大气。冷却室可防止水蒸气进入气体分析仪。通过记录SOZ浓度随时间的变化规律即可得到…     

烟气脱硫脱硝的进展

本文综述了国内外燃煤烟气脱硫脱硝的技术发展状况，其中包括目前应用的常规脱硫脱硝技术，电子束处理烟气方法以及脉冲电晕等离子法，并对这些方法做了比较。     

烧结烟气脱硫脱硝用活性炭混合钢渣复合材料的光谱学分析

钢渣是冶金工业中产生的主要固体废弃物,其产量约为每年粗钢产量的15%~20%。由于技术的局限,导致我国钢渣利用率较低,仅为年钢渣产量的10%,同时加之管理制度的不健全,导致钢渣大量露天堆放,对土地资源、地下水源,以及空气质量形成严重影响。固体废弃物再利用是资源可持续发展的重要途径之一,钢渣的主要化学成分为CaO, SiO2, Al2O3, MgO, Fe2O3, MnO, f-CaO等。面对上述问题,利用冶金固体废弃物与活性炭开发一种价格低廉且性能优越的活性炭混合钢渣复合材料,既是冶金固体废弃物的高附加值利用与资源可持续发展的重要途径之一,也是大幅降低改性活性炭生产成本与提高经济效益的重要途径之一。该研究创新性以活性炭与钢渣为研究对象,利用钢渣中含有的金属氧化物对活性炭进行改性处理制备用于烧结烟气脱硫脱硝的活性炭混合钢渣复合材料,通过搭建实验反应装置对活性炭混合钢渣复合材料的脱硫脱硝性能进行测试。利用X射线荧光光谱仪(XRF)对钢渣的化学成分进行测试与分析,比表面积及孔径测定仪(BET)对活性炭混合钢渣复合材料的孔结构进行测试与分析,傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)对钢渣的结构组成进行测试与分析,扫描电子显微镜(SEM)对活性炭混合钢渣复合材料的微观结构进行测试与分析,以揭示活性炭与钢渣制备活性炭混合钢渣复合材料的机理,以及活性炭混合钢渣复合材料对烧结烟气脱硫脱硝的机理。结果表明:当钢渣为电炉热泼渣、钢渣与活性炭质量比为2∶4、钢渣与活性炭细度为400目时,活性炭混合钢渣复合材料具有良好的脱硫脱硝性能与合理的经济性,即脱硫效率为100%、脱硝效率为58%。活性炭混合钢渣复合材料具有的多孔结构对SO2和NO进行有作用,钢渣中Fe2O3与MnO2促使活性炭官能团进行催化还原反应提高脱硫脱硝性能,其中吸附作用是主导与前提,催化还原反应是辅助与协同。以期为高附加值的钢渣利用提供新途径,实现钢铁企业以废治废、以废增效的目的。     

水溶液中Ca(OH)2粒径分布研究

本文利用激光粒度分析仪研究了石灰产地、石灰尺寸和液固质量百分比对石灰水合所得浆液中Ca(OH)2粒径的影响.结果显示,石灰尺寸和液固质量百分比对浆液中Ca(OH)2粒径分布影响较小,而产地对粒径有一定影响.将平均粒径为5μm的分析纯Ca(OH)2粉末制备成浆液,其粒径增大到13μm,表明Ca(OH)2在水中发生团聚.因此,单纯依靠改变制备条件或石灰来源,对于减小Ca(OH)2的粒径作用不大,必须采用其它措施如添加分散剂来减轻团聚并减小粒径.     

过氧化氢溶液增湿Ca(OH)2脱硫的实验研究及微观机理分析

在小型喷雾气流反应脱硫实验台上研究了不同浓度过氧化氢溶液增湿Ca(OH)2的脱硫效果,并收集了典型工况脱硫产物样品进行微观分析.结果表明,采用过氧化氢水溶液增湿Ca(OH)2脱硫时,其脱硫效率随着过氧化氢水溶液浓度的增加而有较大的提高,提高幅度达15％～20％.通过对脱硫产物样品的XRD和SEM分析表明,随着过氧化氢水溶液浓度的增加,脱硫产物中未反应的Ca(OH)2明显减少,生成的硫酸钙和亚硫酸钙含量增加,而且生成了更多更稳定的CaSO4.同时生成的硫酸钙减少了脱硫产物在脱硫剂颗粒表面的沉积和孔隙堵塞,有利于提高脱硫效率和改善半干法烟气脱硫产物的品质.     

添加链烃催化的脱硫脱硝实验

脉冲放电等离子体烟气脱硫脱硝技术是20世纪80年代发展起来的先进环境治理技术，该技术具有同时脱硫脱硝、副产物可以回收利用，无二次污染等优点。     

基于CaO/Ca(OH)_2热化学储热材料的造粒研究

热化学储热技术(TCES)是一种具有储热密度高、跨季节储热等优点的新型储热技术,其中CaO/Ca(OH)_2由于廉价易得的特点,具有广阔的应用前景。但是,CaO/Ca(OH)_2颗粒易破碎和粒径不均的问题阻碍了其在流化床及移动床热化学储热系统中的推广。本文采用重质焦油作为黏合剂,煅烧制备了一种机械性能和传热性能增强的复合材料.研究表明,最佳的重质焦油添加质量分数和最佳的造粒压力分别为15%和0.1 MPa。分析测试表明,高温条件下,重质焦油热解形成的薄膜网状碳结构能对CaO形成有效包覆,该复合材料适用于流化床及移动床热化学储热系统。     

CaO/Ca(OH)_2储热系统试验及CO_2失效研究

CaO/Ca(OH)_2是一种最有可能实现跨季度、远距离储热的化学蓄热方法.本文分别准备了球磨掺杂Li后的Ca(OH)_2以及纯Ca(OH)_2储热物料,然后通过搭建固定床试验台对Ca(OH)_2储放热过程进行了研究,发现储热速度随壁面温度的提高而加快,另外掺杂Li会大幅提高储热效率;放热速度随放热温度提高而降低,随反应水蒸气压力增加而加快.本文还进行了模拟空气环境下储热系统受到CO_2影响的失效试验,结果表明,暴露空气下储热材料的循环性能会受到CO_2的影响而出现大幅下降,掺杂Li并不会改变这种影响结果,所以需要在今后的应用中设计避免储热过程受到持续性或长时间的CO_2影响。     

生物质焦脱硫性能实验研究

对玉米秆、树叶、棉花秆和稻壳等四种生物质在不同条件下热解制备的焦进行了脱硫性能实验。结果显示,在所研究的四种生物质中,玉米秆焦的脱硫性能最佳,而稻壳焦的脱硫性能最差。热解温度是影响生物质焦脱硫性能的一个重要因素,随热解温度从400℃到600℃,焦的脱硫效率增加,但热解温度进一步增加到850℃时,焦的脱硫效率降低。热解速度亦影响焦的脱硫性能。快速热解制得的焦的脱硫效率比慢速热解的高。随烟气温度的升高,脱硫效率表现出减少的趋势。     

求解脱硫脱硝中化学反应动力学方程的Monte Carlo方法

本文采用ＭｏｎｔｅＣａｒｌｏ方法求解脱硫脱硝过程中化学反应动力学方程，得到了比较满意的结果，表明该方法是行之有效的。     

氧化铁浆液脱硫的实验研究与理论分析

本文实验研究了氧化铁浆液在酸性环境下脱除烟气中的二氧化硫气体。实验在一自制的脱硫塔中进行。通过燃烧液化石油气来产生烟气,将氧化铁的超细粉加入水中作为脱硫介质。实验中研究了二氧化硫初始浓度、水气比对脱硫效率的影响。从实验结果可以看出,脱硫率随着水气比的增加而增大;随二氧化硫的初始浓度的增加,其脱硫率呈降低趋势。在文中同时分析了氧化铁浆液的脱硫机理和此方法脱硫的优点以及目前存在的问题。     

CuO/γ-Al2O3催化吸附剂脱硝性能研究

本文采用溶胶-凝胶法制备CuO/γ-Al2O3催化吸附剂颗粒.分析表明:SO2的存在可以提高CuO/γ-Al2O3催化吸附剂的脱硝活性,SO2存在条件下,CuO/γ-Al2O3催化吸附剂的脱硝活性在载铜量8wt%时达到最高,达到95.7%.载铜量太高会使单位质量催化剂NO脱除率降低.在350℃时,硫酸盐化和未硫酸盐化的8wt%Cu催化吸附剂NO脱除率达到最高.NH3/NO摩尔比在1～1.2之间时,CuO/γ-Al2O3催化吸附剂的脱硝活性较高.     

生物质再燃/高级再燃脱硝的实验研究

以稻壳、木屑、生物质炭和生物质成型燃料4种生物质为对象,利用携带流反应装置,研究了生物质种类、反应温度(T_2)、化学计量比(S_(R2))、氨氮摩尔比(n_(SR))和添加剂等对生物质再燃/高级再燃脱硝效果的影响.结果表明:在T_2=850~1150℃范围内,随着反应温度的升高,生物质再燃脱硝效率不断上升,而高级再燃脱硝效率则呈现先上升后降低的趋势.在n_(SR)=0~1.5条件下,生物质高级再燃脱硝效率随着n_(SR)增加逐渐增加,当n_(SR)1.5时脱硝效率逐渐趋于稳定.在S_(R2)=0~1.0条件下,生物质再燃脱硝效率随着S_(R2)的增加逐渐降低,而生物质高级再燃脱硝效率呈现先增加后稍有降低的趋势.添加剂对再燃/高级脱硝均有一定的促进作用,其中Fe_2O_3促进作用最为显著。     

湿法液柱喷射烟气脱硫反应的实验研究

湿法液柱烟气脱硫技术是基于简易湿法石灰-石膏烟气法开发的新型湿法脱硫技术,本套设备在2000-2001年问进行了工业级示范实验运行,得到了湿法液柱脱硫反应的一些基本数据与规律。本文主要探讨了湿法液柱脱硫系统中液气比、吸收塔浆液pH值、烟气温度和烟气中SO2含量等工艺参数对系统脱硫效率的影响规律,并进行了初步的机理分析,为进一步的改进湿法液柱烟气脱硫系统的工艺奠定了基础。     

微波辐照活性炭床同时脱除SO2和NOx实验研究

论文进行了微波辐照活性炭同时脱硫脱硝实验,研究了烟气中不同组分对脱硫脱硝效率的影响。结果表明,高浓度SO₂对脱硝有轻微抑制。NO对脱硫有一定程度的促进;烟气中O₂的加入对脱硫脱硝均有促进作用;而含湿量的增加首先会使脱硫脱硝效果提高,当含湿量增至9.1%时,脱硫脱硝效率均有下降趋势;烟气中加入CO₂后,脱硫脱硝效率均下降,在氧含量为10%时,脱硫效率下降6%,脱硝效率下降7%。BET测试表明,微波辐照活性炭后其表面积与基炭相比有少量下降。     

高压沿面放电烟气脱硫技术动态实验研究

本文针对高压沿面放电活化气体的烟气脱硫技术,在静态实验研究的基础上进行了实验室冷态动态的实验研究。设计了便于反应和测量的动态实验装置。实验解释了电子束法脱硫技术中导致氨气泄漏的部分原因,验证了高压沿面放电脱硫技术可以在较低的运行电压下,达到提高脱硫效率,减少氨气泄漏的作用。     

蒸汽活化钙基吸收剂用于干法烟气脱硫的实验研究

本文简化模拟实验了燃煤锅炉省煤器后的干法烟气脱硫方案．在沉降炉上实验研究了蒸汽活化对钙基吸收剂脱硫（４００～８００℃）效果的影响．结果表明,蒸汽活化能显著改善钙基吸收剂的微孔结构,提高其转化率．在４００到６００℃下反应产物以亚硫酸钙为主,７００到８００℃反应产物以硫酸钙为主。     

磁流化床烟气脱硫过程中S(Ⅳ)的氧化

研究了磁流化床烟气脱硫过程中铁磁颗粒和外加磁场对S(Ⅳ)氧化反应的促进作用.进行了两组实验:(1)磁流化床烟气脱硫实验.测定脱硫产物成分,分析流化床的床料和外加磁场的强度对S(Ⅳ)氧化反应的影响;(2)Fe(Ⅲ)溶液SO2吸收实验.测定溶液的SO2吸收性能,确定S(Ⅳ)氧化反应的机理.实验结果表明:磁流化床以石英砂为床料时,未发生S(Ⅳ)的氧化反应;以铁磁颗粒为床料时,发生S(Ⅳ)的氧化反应.并且,S(Ⅳ)的氧化反应程度随溶液中Fe(Ⅲ)浓度的增加和外加磁场强度的增加而增强.     

高CO2浓度下钙基吸收剂脱硫的实验研究

本文进行了高CO2浓度下钙基吸收剂脱硫的实验研究.结果表明,高浓度CO2下钙基吸收剂的脱硫效率随脱硫时间的变化与空气条件下显著不同.孔隙结构分析及热重分析等手段表明高CO2浓度主要影响了钙基吸收剂的煅烧分解过程,形成了有利于脱硫反应的孔隙结构.实验结果还表明提高温度有利于改善高浓度CO2气氛下钙基吸收剂煅烧后孔隙结构,在适当的脱硫时间内,高温下高浓度CO2气氛比空气气氛更有利于炉内喷钙脱硫.     

氧化铁对石灰中温烟气脱硫活化机理的流化床实验分析

运用小型热态流化床对石灰与氧化铁混合物的中温烟气脱硫反应特性再次进行了分析。研究表明:在石灰中掺入一定比例的氧化铁可以显著提高钙利用率,氧化钙晶粒以氧化铁颗粒为核心进行固硫反应,破坏了形成表层致密产物层的条件,改变了石灰表层孔隙结构,使更多的内部孔隙暴露,为同硫反应向纵深发展创造了条件。