不同氣氛下高溫固硫產(chǎn)物硫酸鈣和硫化鈣相互轉(zhuǎn)化機理研究.pdf

1、針對兩段脫硫過程中固硫反應中間產(chǎn)物CaS的生成、氧化反應機理和最終固硫產(chǎn)物CaSO<,4>的分解反應機理,本文通過大量理論分析和機理研究對其反應機理進行了深入系統(tǒng)的研究,另外利用W型火焰煤粉爐進行了分級配風兩段噴鈣脫硫的工業(yè)性試驗.本文首先對不同粒度的CaSO<,4>在不同氧化性、惰性和還原性氣氛下的分解反應機理進行了研究,針對CaSO<,4>的分解反應動力學進行了深入的研究,另外著重利用亞甲基藍分光光度法和CaSO<,4>分解反應同時

2、生成CaS、CaO的模型相結合深入研究了不同濃度CO氣氛下CaSO<,4>的分解反應機理.對于不同濃度CO氣氛下CaSO<,4>的還原分解反應類型和分解反應最終產(chǎn)物中CaS的含量從實驗和模型兩個角度進行了深入的研究.隨后利用FACT熱力計算軟件對不同反應溫度下CaO-SO<,2>-CO系統(tǒng)生成CaS的可能性進行了計算.然后利用管式爐石英管反應系統(tǒng)、羅斯蒙特煙氣分析儀和亞甲基藍分光光度法對于不同煤種在貧氧燃燒條件下的固硫反應以及反應過程中

3、CaCO<,3>硫化反應轉(zhuǎn)化為CaS的轉(zhuǎn)化率進行了深入的研究.其次對于CaS氧化反應和CaSO<,4>還原型分解反應的重要控制步驟-CaS和CaSO<,4>的固-固反應進行了深入的研究,利用Freeman-Caroll法研究了不同氣氛下的固-固反應動力學;另外通過動力學參數(shù)和TG曲線研究了固-固反應、CaSO<,4>分解反應以及CaS在CO<,2>氣氛下氧化反應的優(yōu)先程度問題.對于CaSO<,4>和CaS的含量對于固-固反應速率的影響也

4、進行了深入的研究.然后對于不同溫度和不同濃度氧氣下的CaS氧化反應,不同溫度下CaS氧化反應的反應路徑和控制步驟進行了深入的闡述并利用紅外定量分析技術研究了不同溫度和O<,2>濃度對于SO<,2>析出的影響.結合亞甲基藍分光光度法對最終產(chǎn)物中CaS的定量檢測,系統(tǒng)研究了不同溫度和O<,2>濃度下最終反應產(chǎn)物的物相組成以及不同形態(tài)硫分在氣固兩相中的分布.另外利用未反應收縮核模型研究了700℃-900℃溫度區(qū)間CaS氧化反應的化學反應速率常

5、數(shù)和擴散系數(shù).利用固硫中間產(chǎn)物CaS和最終產(chǎn)物CaSO<,4>在不同溫度和氣氛條件下所呈現(xiàn)出的不同反應特性,通過控制煤粉爐內(nèi)不同氣氛及溫度條件,創(chuàng)造性的提出了分級配風兩段噴鈣脫硫技術,研究發(fā)現(xiàn)分級噴鈣脫硫技術對于提高煤粉爐的燃燒脫硫效率發(fā)揮了重要的作用.在Ca/S為2的情況下分級噴鈣的脫硫率可達41.2%,在Ca/S為3的情況下分級噴鈣的脫硫率可達71.2%.最后深入闡述了CaS在CO<,2>氣氛下的反應機理,研究了不同的反應溫度對Ca