生物質(zhì)灰吸收SO2和NO2特性的試驗研究.pdf

1、生物質(zhì)電廠的快速發(fā)展，一方面產(chǎn)生大量生物質(zhì)灰，另一方面也釋放出SO2、NOx等氣態(tài)污染物。隨著排放標(biāo)準(zhǔn)的日益嚴(yán)格，生物質(zhì)電廠的超低排放改造已經(jīng)提上日程。鑒于生物質(zhì)灰的強堿性，課題組提出利用生物質(zhì)灰吸收煙氣中SO2和NO2的技術(shù)思路，以較低成本實現(xiàn)硫、氮污染物的超低排放。本文主要研究了典型生物質(zhì)灰模擬煙氣中SO2和NO2吸收的特性，并通過反應(yīng)產(chǎn)物的表征揭示生物質(zhì)灰脫硫脫硝的機理。
　　本文首先選取五種北方典型生物質(zhì)（小麥秸稈、棉花秸

2、稈、楊樹皮、玉米秸稈、玉米芯），干燥處理后制取灰樣并對其成分和性質(zhì)進行了分析。生物質(zhì)灰顆粒大小不同，形貌各異，顆粒表面往往有堿金屬和堿土金屬附著物。K、Cl、Si、Ca是生物質(zhì)灰中主要的無機元素，其含量差異很大。楊樹皮灰中鈣的含量明顯高于其他灰樣，小麥秸稈灰和玉米秸稈灰硅含量較高，玉米芯灰含有大量鉀。XRD結(jié)果顯示生物質(zhì)灰主要含有KCl和SiO2，棉花桿灰中檢測到了Ca、Mg礦物，樹皮灰中檢測到了Ca、Mg碳酸鹽。
　　其次通過固

3、定床試驗臺研究了生物質(zhì)灰吸收SO2和NO2的特性，考察了溫度、含水量、水蒸氣含量等參數(shù)對脫硫脫硝特性的影響。試驗結(jié)果表明，生物質(zhì)灰吸收SO2時，反應(yīng)初期SO2被全部吸收，隨后吸收率快速下降，最后趨于平穩(wěn)。生物質(zhì)灰摻水后穿透時間延長，下降速率也變緩，對SO2的吸收有明顯的的促進作用。模擬煙氣水蒸氣含量升高，干燥時間延長，吸收量增大。反應(yīng)溫度降低也有利于SO2的吸收。生物質(zhì)灰對NO2吸收初期不存在NO的釋放，隨后NO濃度逐漸上升，50分鐘后

4、基本達(dá)到穩(wěn)定。生物質(zhì)灰摻水有利于NO2的吸收，溫度升高則使NO2吸收效果變差。生物質(zhì)灰吸收SO2和NO2為酸堿中和反應(yīng)，NO2與SO2同時脫除時兩者屬于競爭關(guān)系。摻水后，生物質(zhì)灰顆粒表面形成液膜，氣固反應(yīng)變成液相中離子反應(yīng)，因此具有較高的反應(yīng)速率。隨時間的延長，吸收劑顆粒內(nèi)的水分蒸發(fā)，同時反應(yīng)產(chǎn)物覆蓋顆粒表面，氣體擴散阻力變大，反應(yīng)速率下降。
　　然后對吸收產(chǎn)物進行了分析。掃描電鏡結(jié)果顯示，生物質(zhì)灰脫硫之后，玉米秸稈灰和棉花秸稈灰

5、顆粒上覆蓋光滑不規(guī)則形狀產(chǎn)物，小麥秸稈灰顆粒上產(chǎn)生一些針狀產(chǎn)物，楊樹皮灰和玉米芯灰表面則是凹凸不平的附著物。反應(yīng)產(chǎn)物的分析發(fā)現(xiàn)，生物質(zhì)灰吸收SO2與K、Ca有關(guān)，脫硫產(chǎn)物主要由S、O、Cl、K、Ca組成，反應(yīng)產(chǎn)物主要為K、Ca的硫酸鹽。
　　最后典型生物質(zhì)電廠飛灰的分析及SO2吸收實驗表明，飛灰為非均相物質(zhì)，形貌多樣，主要包括不規(guī)則塊狀/條狀物、球狀物和絮狀物。絮狀物含有大量CaO，具備低溫吸收SO2的潛力。生物質(zhì)灰中摻入水起到了