Al2O3和CaCO3復合助劑對潔凈焦炭燃燒固硫的影響及機理.pdf

1、燃煤型污染是我國空氣污染的主要類型，民用散燒原煤對空氣的污染程度非常大。民用散燒煤大多是無組織低空排放、且燃煤用量大、燃燒地點分散使控制散燒煤污染變的越來越難，民用散燒煤粉塵顆粒物（PM）和SOx的排放強度是燃煤電廠的5~8倍。若采用集體供暖、電或天然氣代替民用散燒煤，存在成本高、效率低等缺陷，因此使用煤基清潔燃料代替民用散燒原煤來治理分散性污染源被認為是更有效的措施，尤其在控制PM和 SOx的排放方面效果顯著。本課題組提出了利用過剩焦

2、化產(chǎn)能生產(chǎn)潔凈焦炭來替代民用散燒原煤的思路。潔凈焦炭具有高溫固硫、催化助燃的特點，其改變了冶金焦SOx排量大、燃點高不能用于民用燃料的現(xiàn)狀。雖然潔凈焦炭顆粒物排放量較低，但是它與燃煤固硫一樣，也存在高溫燃燒固硫效率低的缺陷。
　　本文將一種耐高溫固硫物相（硫鋁酸鈣）引入潔凈焦炭燃燒過程中，通過調(diào)整煤熱解過程中CaCO3和Al2O3復合助劑的添加比例，極大地提高了潔凈焦炭的燃燒固硫效率,并確定了最佳助劑配比。同時結(jié)合實驗結(jié)果及TG-

3、MS、XPS、SEM、XRD等表征手段，研究了潔凈焦炭燃燒固硫的主要影響因素及機理，主要結(jié)果如下：
　　（1）復合助劑與煤共熱解時，添加劑的最佳比例為n(Ca)/n(S)=3.0、Al2O3加入質(zhì)量比＜8％（n(Al)/n(S)=1.02），并測得最佳配比下潔凈焦炭燃燒的固硫效率，即在1050℃~1150℃時固硫率變化范圍為73%~99%，在1200℃~1300℃時固硫率為30%~58%。
　?。?）單一助劑或復合助劑與煤共

4、熱解制備的潔凈焦炭中無機硫的賦存形態(tài)都是硫化鈣(CaS)，且硫化物占全硫的比重約為13%~18%，而有機硫的形態(tài)主要是含氧砜硫和穩(wěn)定的環(huán)狀噻吩硫。
　?。?）礦物質(zhì)（外加和自身）對煤熱解過程中焦爐煤氣的組成影響很大，主要影響CO、CO2及含硫氣體(H2S、COS、CS2)。鈣基固硫劑（礦物質(zhì)）分解釋放大量CO和CO2，同時在還原氣氛下與含硫氣體反應(yīng)生成穩(wěn)定的硫化鈣，然而復合助劑對含氫氣體(H2、CH4、H2O)的影響不大。