煤燃燒過程中高溫物相固硫的實驗研究.pdf

1、針對爐內煤高溫燃燒過程中脫硫率低的國際性難題,本文通過大量的理論分析和機理研究對高溫固硫產物硫鋁酸鈣的生成和分解機理進行了深入系統的分析研究.本文首先從對國內外現有的脫硫方法分析入手,討論了各種脫硫方法及其適用的環(huán)境.針對廣泛應用的層燃爐和煤粉爐高溫燃燒過程中傳統固硫產物易分解這一問題,探討了耐熱物相硫鋁酸鈣在高溫下作為固硫產物的可能性.在小型管式爐和自行設計的高溫實驗臺上開展對硫鋁酸鈣物相生成及分解特性的實驗研究,結合SEM、XRD手

2、段對硫鋁酸鈣微觀結構進行了分析.本文從熱力學角度出發(fā),尋找耐高溫的復合硫酸鹽作為穩(wěn)定的脫硫產物,從硅酸鹽工業(yè)和水泥工業(yè)中得到啟發(fā),硫鋁酸鹽是一種在1350℃非常穩(wěn)定的物相,那么它的生成機理對于脫硫效率的提高具有很重要的作用.本文利用了管式定硫儀實驗裝置和灰熔點爐對不同配比及不同溫度下CaO、Al<,2>O<,3>和CaSO<,4>·2H<,2>O混合物的固硫情況進行了考察,系統地研究了不同溫度下硫鋁酸鈣的生成規(guī)律及影響因素,尤其是針對高

3、溫實驗,通過自行設計的實驗臺實現了1300-1500℃的高溫.聯系到實際脫硫過程,本文以CO<,2>、N<,2>、SO<,2>等氣體為輔助氣體,以MgO、BaCO<,3>、Fe<,2>O<,3>等為添加劑,著重研究了在高溫時不同氣氛下、不同添加劑及比例下的硫鋁酸鈣的生成和分解規(guī)律.同時結合SEM、XRD手段對硫鋁酸鈣微觀結構進行了分析.本文對高溫固硫物相即固硫中間產物CaS的反應機理進行了研究.并在批量式高溫實驗臺上對空氣氣氛和CO<,

4、2>氣氛下CaS氧化反應特性開展實驗研究,對幾個典型煤種在CO<,2>氣氛下的CaS生成特性進行了系統透徹的實驗研究.考慮到煤自身含有礦物質的特點,對幾種硫含量分別為高、中、低的煤的自身固硫特性進行了研究,重點深入研究四種固硫效果明顯的煤.為使煤灰中含有的豐富礦物質成為生成高溫耐熱物相硫鋁酸鈣的原料,從而在實際工程上節(jié)省運行成本,對煤摻混不同比例的煤灰后的固硫效果及硫鋁酸鈣進行了研究,并研究了添加劑混入煤后對硫鋁酸鈣生成的影響.利用XR