采用一体化燃煤添加剂的燃烧中固硫作用研究

针对五个不同煤种 ,研制出与之相匹配的催化燃烧及固硫一体化添加剂 ,采用高温定硫仪对其燃烧固硫效果进行了评价 ,考察了温度、Ca S摩尔比等影响因素 ,并着重讨论了一体化添加剂中催化燃烧组分的协同固硫作用。结果表明 ,一体化添加剂中的金属催化组分对CaO固硫具有较大的协同促进作用 ,固硫作用适宜的Ca S摩尔比因而可适当降低 ,一体化添加剂在燃烧固硫方面比传统单一组分固硫剂更具优越性 ,从而使催化燃烧和燃烧固硫两个过程有机地结合在一起。     

燃煤固硫及催化燃烧一体化添加剂的催化作用机理研究

用热重法研究了燃煤固硫及催化燃烧一体化添加剂对峰峰烟煤的催化燃烧和催化固硫作用，采用非等温燃烧反应模型和粒子模型，计算了加入一体化添加剂前后煤的燃烧反应动力学和固硫反应动力学参数，对一体化添加剂的催化作用机理进行了分析。结果表明，一体化添加剂中金属催化组分Fe2O3对煤的燃烧和固硫组分CaO的固硫均起到了较好的催化促进作用。一体化添加剂的加入可提高煤的燃烧反应速率，外加金属离子通过电荷迁移使碳表面的棱、角、缺陷等活性部位增加，加快了氧气的吸附速度，使反应活化能和频率因子降低。在燃烧固硫反应，一体化添加剂中金属助剂Fe2O3催化了SO2转变为SO3的过程，使固硫组分CaO的硫酸盐化反应表面化学反应速度常数k和有效扩散系数D增大，在固硫反应的产物层扩散控制阶段，Fe2O3的存在使得CaO晶粒团之间相互接触黏连的几率减小，减轻了固硫产物CaSO4的团聚，弱化了扩散作用的影响，减轻了CaO固硫反应的孔窒息效应。     

金属盐对O2/CO2煤粉混燃钙基脱硫反应的影响

利用添加剂调制改性的方法，考察了以碳酸钠为代表的金属盐对石灰石微观结构的影响，得出调制改性优化了石灰石的物理结构，并在离子比γ为15∶1的加入量效果最佳。在此基础上，借助定硫仪比较了O2-CO2气氛下调制前后石灰石对燃煤SO2释放的影响，并对燃烧产物进行灰熔点分析及灰成分的XRD测试。实验结果表明，在不影响煤粉燃烧结渣特性的前提下，改性后的石灰石可以更有效地抑制SO2的排放，固硫效果在1 000 ℃时达到最佳。     

热重分析法研究贝壳固硫反应动力学

采用热分析法研究了贝壳和石灰石固硫反应过程, 用等效粒子模型对固硫反应过程进行了表征, 计算分析了其固硫反应动力学参数. 结果表明, 贝壳比石灰石含有较多的碱金属盐, 其作用是提高了贝壳固硫反应速率常数和有效扩散系数. 贝壳固硫反应中存在补偿效应. 根据等动力学温度判别固硫剂活性适用于不同反应控制区的活性判断. 碱金属成分对钙基固硫剂活性有正负两个方面的影响, 含量过大或过小都会削弱固硫剂活性, 因而存在最适含量. 在1 073～1 273 K温区固硫时, 钙基固硫剂中碱金属离子与钙离子摩尔比为1∶50左右时固硫活性较高.     

黄铁矿表面改性产物的XRD谱研究

用Ｘ射线衍射技术（ＸＲＤ）分析了重庆中梁山矿的煤系黄铁矿不同氧化程度及改性后的表面结构。根据改性前后的ＸＲＤ数据，推导出不同电化学条件下的表面产物，为浮选分离煤系黄铁矿提供理论依据。     

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。     

碱金属氟化物/La2O3催化剂上的甲烷氧化偶联

研究了碱金属氟化物添加剂对Ｌａ２Ｏ３的甲烷氧化偶联反应催化性能的影响，发现ＮａＦ的促进效应最明显，还研究了ＮａＦ含量对催化剂 批表面积、活性选择性的影响，发现催人上比表面积与活性存在着对应关系，温度改变，催化剂的活性选择性了将随之发生变化，在１０７３Ｋ，Ｃ２收率达到最大值，约１８．０％，应用ＸＲＤ，ＸＰＳ等技术对反应前后催化剂的表面组成和结构进行了表征。     

型煤燃烧固硫特性的TG／DTG—GC研究

采用ＴＧ／ＤＴＧ－ＧＣ技术研究不同固硫剂／助燃睦型煤燃烧性能的影响。结果表明,助燃剂在对煤燃烧产生的助燃作用的同时减少甚至消除燃烧反应后期ＳＯ２的释放,进一步证实固硫剂与助燃剂的协同作用,同时,有些固硫剂本身也是一种助燃剂,单一组分助燃剂的助燃作用元宵 如复合型助燃剂,但二者助燃作用均与固硫剂有关。     

复合钙硅固硫剂的固硫反应动力学研究

用机械混合法、沉淀法及溶胶-凝胶法制备了Ca-Si系列复合固硫剂,并用热分析法分别研究其固硫性能和固硫过程,用等效粒子模型对固硫反应的动力学过程进行表征,计算了各固硫反应的动力学参数.研究结果表明,氧化钙固硫动力学参数活化能与指前因子之间存在着耦合现象,即反应活化能E_a下降时,指前因子k₀相应下降,反之,活化能增加时,指前因子相应增加.用不同方法制备的Ca-Si复合固硫剂的固硫性能和固硫过程有明显差别,但其固硫率都高于纯CaCO₃,其中溶胶-凝胶法效果最好;Ca-Si系列复合固硫剂对固硫反应的影响表现为在反应初期(即化学反应控制阶段),其反应速率较纯CaCO₃的低;而到反应后期(即产物层扩散控制阶段),其反应速率显著增加,固硫反应温度越高,这种影响越明显,与固硫转化率的实验结果非常吻合.     

CeO2负载PdO催化剂的载体效应及其对催化性能的影响

采用ＸＲＤ，ＸＰＳ技术，研究了ＰｄＯ在不同类型载体上的分散形式，表面物种状态，所得的结果与ＣＯ氧化反应相关联。结果表明，载体对活性组分的表面结构组成，分散度大小的影响是导致催化性能不同的主要因素。     

添加剂对燃煤电石渣固硫的促进作用

在煤的燃烧过程中采用钙基固硫技术脱除SO2等气体污染物,是实现煤高效清洁燃烧的有效措施之一。传统钙基固硫剂价格低廉,但普遍存在固硫剂利用率低,固硫反应速率与硫析出速率不一致,以及高温下形成的固硫产物易于分解等缺点。研究表明,在钙基固硫剂中掺入微量添加剂可以有效提高钙基固硫剂的固硫率。添加剂主要起两大作用,一是对煤的燃烧过程有助燃和促进作用,提高钙基利用率;二是在燃烧过程中形成耐热稳定的物相或熔融物相包裹固硫物相,从而抑制固硫物相的分解,阻止SO2的排放。     

CaO-超细高岭土复合固硫剂固硫动力学研究

利用高岭土的加工产品超细高岭土，制备了CaO-超细高岭土复合固硫剂，用热分析法研究其固硫性能和特征，并用等效粒子模型对该固硫剂固硫反应的动力学过程进行模拟和计算，得到了固硫反应的动力学参数。研究表明，CaO-超细高岭土复合固硫剂有着较好的固硫率，特别是高于1?000?℃时在固硫反应后期的产物层扩散控制阶段呈现很好的固硫率增长，1 009 ℃下固硫率较CaO提高达26％。     

CaO固硫反应机理研究的新进展

CaO固硫反应的机理研究一直是高温钙基固硫的难点，最近研究认为CaO固硫反应分为两个阶段：前期为表面化学反应阶段，后期为产物层扩散控制阶段。前期反应生成的CaSO4不仅堵塞了CaO颗粒之间的微孔，也逐渐包覆了CaO颗粒，致使后阶段固硫反应转化率明显降低。传统上认为是SO2和O2通过CaSO4产物层向内扩散与CaO进行反应，依此机理提出了核收缩模型和等效粒子模型。新的研究结果认为，固硫反应后期的产物层扩散控制阶段，主要发生的反应是Ca2+通过产物层CaSO4扩散至表面与SO2和O2进行反应，而与传统的机理不同。本文主要介绍了两种实验技术在CaO固硫机理研究中的应用，并在实验现象基础上，对固硫机理提出了新认识。最后对在CaO中添加了不同添加剂能明显提高固硫率的试验数据作了新的机理解释。     

催化剂对CaO固硫反应活性的影响研究

用热天平研究了在CaO中添加不同催化剂对固硫反应进程及固硫反应转化率的影响,并采用等效粒子模型处理实验数据,计算了固硫反应两个阶段(表面化学反应控制阶段及产物层扩散控制阶段)的动力学参数。实验表明不同的催化剂对CaO固硫的影响效果和机制不同：催化剂KNO3,NaNO3使表面化学反应活化能和产物层扩散控制阶段反应活化能降低,但同时也使表面化学反应指前因子和扩散系数指前因子降低;而催化剂Fe2O,V2O5增大了表面化学活化能和产物层扩散控制阶段反应活化能,但同时也增大了表面化学反应指前因子和扩散系数指前因子。并发现几种催化剂对活化能和指前因子的影响都具有耦合性,因此单以表面化学反应活化能或产物层扩散控制阶段反应活化能来判断固硫反应活性是不够全面的,应计算出具体温度下的反应速率常数和产物层扩散系数值,才能准确地反映固硫反应的活性。     

水泥生料的燃烧固硫特性及其微观反应机理研究

采用SC-132定硫仪对水泥生料的燃烧固硫特性进行了评价，利用XRD、SEM对煅烧样品进行矿相组成分析及矿物形态分析，讨论了水泥生料高温固硫的微观反应机理。结果表明，高温段固硫物相的热稳定性是影响水泥生料固硫效率的决定因素。水泥生料在较宽温度范围内具有85%以上的固硫效率。850 ℃时已有CaSO4形成， 1 050 ℃时CaSO4开始分解。1050℃～1250℃生成耐高温的硫硅酸钙、硫铝酸钙等复合矿物。1300℃时铁铝酸盐固熔体等将硫酸盐的表面包裹，抑制其高温分解，使水泥生料在1300℃时仍有较高的固硫效率。     

超疏水多孔硅的制备及表面稳定性

在加热条件下采用氢化硅烷化反应对多孔硅表面进行改性, 通过扫描电子显微镜、 红外光谱及元素分析等手段表征了多孔硅改性前后的结构和组成, 研究了不同反应时间对其性能的影响. 结果表明, 反应3 h后制得了超疏水表面的多孔硅, 其在碱性及空气环境中具有良好的稳定性.     

型煤燃烧固硫特性的TG/DTG-GC研究Ⅱ不同固硫剂/助燃剂对型煤燃烧性能的影响

采用TGDTG-GC技术研究不同固硫剂助燃剂对型煤燃烧性能的影响。结果表明,助燃剂在对煤燃烧产生助燃作用的同时减少甚至消除燃烧反应后期SO2的释放,进一步证实固硫剂与助燃剂的协同作用。同时,有些固硫剂本身也是一种助燃剂,单一组分助燃剂的助燃作用远不如复合型助燃剂,但二者助燃作用均与固硫剂有关。     

催化剂对CaO固硫反应动力学的影响

提高CaO的固硫率是对煤炭燃烧污染防治的研究热点。本研究探索用催化剂提高CaO固硫率的可行性及其对固硫反应动力学的影响。用热天平测试了在CaO中添加不同催化剂的固硫反应的进程,并采用等效粒子模型处理实验数据,计算了表面化学反应控制阶段及产物层扩散控制阶段的动力学参数。实验表明,CaO固硫反应初期为表面化学反应控制阶段,后期转为产物层扩散控制阶段。以碱金属的盐类为催化剂,它们均能使固硫反应前期的化学反应控制阶段的反应活化能下降,并按Li,Na,K,Cs的顺序依次递减,而碱金属盐的负离子主要影响产物层扩散阶段的固硫反应。     

型煤燃烧固硫特性的TG/DTG-GC研究——Ⅰ-不同固硫剂组成对型煤固硫效率的影响

采用热天平、气相色谱在线联合分析技术（ＴＧ－ ＧＣ） ，对若干种固硫剂的固硫效果，型煤燃烧过程ＳＯ２ 的释放特征进行系统的表征分析和研究。结果表明，由固硫剂和助燃剂复配而成的复合型固硫剂的固硫效率明显优于单组分固硫剂，助燃剂与固硫剂有协同作用，助燃剂的存在显著提高了固硫产物的热稳定性     

乙炔和甲基二氯硅烷的硅氢加成反应研究Ⅳ催化剂的改性及其表征

对ＰｔＯ２／Ａｌ２Ｏ３催化剂进行了氟化处理及添加稀土金属氧化物的改性研究，考察了它们对乙炔和甲基二氯硅烷的硅氢加成反应的催化活性影响．并以ＩＲ、ＸＲＤ、ＴＰＲ及比表面积测定的方法，对氟改性前后的催化剂及载体进行了表征．结果表明，载体氟改性后较好地提高了催化剂的催化反应活性，其原因在于改变了载体的表面结构，增强了载体上的正电中心强度，从而增加了强中心上铂离子的比率，但没有改变其骨架结构，也没有形成新的晶相结构．