SO2對(duì)鈣基吸收劑循環(huán)煅燒-碳酸化捕集CO2影響及模型模擬.pdf

1、隨著CO2等溫室氣體造成的全球變暖問(wèn)題被全世界日益關(guān)注，鈣基吸收劑循環(huán)煅燒/碳酸化捕集CO2以其良好的經(jīng)濟(jì)性迅速發(fā)展為最有前景的燃煤電廠脫碳技術(shù)。目前針對(duì)其循環(huán)特性已經(jīng)有了大量的研究，但其中關(guān)于SO2對(duì)循環(huán)特性的影響則鮮有涉及。為了彌補(bǔ)目前研究中沒(méi)有考慮SO2的影響的不足，進(jìn)一步接近實(shí)際循環(huán)流化床鍋爐中煙氣的工況，本文利用自制恒溫CO2吸收實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，系統(tǒng)地考察了SO2對(duì)鈣基吸收劑循環(huán)煅燒碳酸化捕集CO2的影響，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了模型模擬

2、。
　　通過(guò)碳酸化階段反應(yīng)溫度，反應(yīng)時(shí)間以SO2濃度以及石灰石種類等因素研究了SO2對(duì)鈣基吸收劑循環(huán)煅燒碳酸化吸收CO2的循環(huán)特性。結(jié)果表明：SO2對(duì)鈣基吸收劑循環(huán)煅燒碳酸化吸收CO2具有抑制作用；在實(shí)驗(yàn)進(jìn)行的溫度范圍內(nèi)（620℃-680℃），溫度升高不僅可以使吸收劑碳酸化轉(zhuǎn)化率提高，同時(shí)硫酸化轉(zhuǎn)化率也得到了提高；含有SO2時(shí)，隨著循環(huán)次數(shù)增加，小粒徑石灰石衰減程度比大粒徑嚴(yán)重，最終大粒徑會(huì)獲得較高的碳酸化轉(zhuǎn)化率；SO2對(duì)不同種類

3、的石灰石吸收劑的循環(huán)特性影響程度不同，但規(guī)律基本一致。
　　考慮到CaO碳酸化和硫化兩個(gè)過(guò)程同時(shí)進(jìn)行，建立了能描述首次煅燒結(jié)束后初次碳酸化過(guò)程中同時(shí)碳酸化硫化反應(yīng)的晶粒模型。隨硫化反應(yīng)的進(jìn)行，微孔逐漸被反應(yīng)產(chǎn)物CaSO4堵塞，晶粒按照未反應(yīng)收縮核進(jìn)行反應(yīng)。模型以固態(tài)離子擴(kuò)散為基礎(chǔ)，對(duì)不同碳酸化溫度以及SO2濃度條件下CaO同時(shí)碳酸化硫化特性進(jìn)行了數(shù)學(xué)模擬，模擬結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果較為吻合，模型具有一定的可靠性。以自制實(shí)驗(yàn)臺(tái)試驗(yàn)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)

4、，利用最小二乘支持向量機(jī)模型分析并預(yù)測(cè)了循環(huán)煅燒/碳酸化捕集CO2過(guò)程中碳酸化轉(zhuǎn)化率隨循環(huán)次數(shù)變化規(guī)律。結(jié)果表明：鈣基吸收劑經(jīng)過(guò)多次碳酸化循環(huán)，其活性存在明顯衰減趨勢(shì)；鈣基吸收劑的活性不僅受到循環(huán)次數(shù)的影響，而且還受到試驗(yàn)樣品物性、煅燒參數(shù)、以及碳酸化參數(shù)等的影響。其中吸收劑平均粒徑、碳酸化溫度、煅燒溫度、煅燒時(shí)間以及碳酸化氣氛中SO2濃度對(duì)碳酸化轉(zhuǎn)化率的影響較大；LS-SVM模型可以直觀、準(zhǔn)確地描述鈣基吸收劑的碳酸化循環(huán)反應(yīng)特性，為模