鈣基脫硫劑在冶煉煙氣循環(huán)脫硫中的研究.pdf

1、冶煉煙氣產(chǎn)生的二氧化硫是目前造成大氣污染的主要來(lái)源之一，冶煉行業(yè)中的煉鋼、煉銅行業(yè)現(xiàn)階段主要采用富氧燃燒，氧氣與硫礦石中的硫反應(yīng)生成二氧化硫，大氣中的二氧化硫易形成酸雨、酸霧等災(zāi)害，危害農(nóng)田、土壤。因此，二氧化硫污染問(wèn)題已經(jīng)成為我國(guó)環(huán)境治理方面亟待解決的問(wèn)題。
　　本課題把化學(xué)鏈燃燒技術(shù)與脫硫方法相結(jié)合，以硫化鈣為脫硫劑，在石英固定床反應(yīng)器中將模擬冶煉煙氣中的二氧化硫氣體還原，從而得到硫單質(zhì)，實(shí)現(xiàn)冶煉煙氣脫硫。固體產(chǎn)物硫酸鈣與還原

2、性氣體H2反應(yīng)可實(shí)現(xiàn)CaS脫硫劑的再生，實(shí)現(xiàn)脫硫劑循環(huán)脫硫，主要研究?jī)?nèi)容和研究結(jié)論如下:(1)在石英制固定床中考察了CaS脫硫劑脫除模擬冶煉煙氣中的SO2過(guò)程的最佳工藝條件。結(jié)果表明:當(dāng)SO2濃度為3.45％，反應(yīng)溫度為500℃，反應(yīng)空速為250 h-1，顆粒粒徑為62-90 μm時(shí)，SO2脫除率在前30分鐘可達(dá)99.5％，反應(yīng)100分鐘后降至91％。反應(yīng)中主要生成S2蒸汽，冷卻后硫單質(zhì)最終形態(tài)為斜方硫（α-S8）。(2)采用未反應(yīng)收縮

3、核模型描述CaS與SO2反應(yīng)過(guò)程，進(jìn)行了動(dòng)力學(xué)研究，得到脫硫反應(yīng)的活化能Ea=8.55 kJ·mol-1。(3)用密度泛函數(shù)理論，在B3LYP/6-311G++(d，p)水平上，利用Gaussian 09軟件優(yōu)化反應(yīng)物的穩(wěn)定構(gòu)型，通過(guò)計(jì)算得到了中間體、過(guò)渡態(tài)、產(chǎn)物的穩(wěn)定構(gòu)型和對(duì)應(yīng)結(jié)構(gòu)的能量值。理論計(jì)算結(jié)果表明，固體CaS與SO2氣體反應(yīng)時(shí)，先絡(luò)合生成具有鏈狀的中間體的IM1，隨后經(jīng)過(guò)S原子與O原子成鍵，生成過(guò)渡態(tài)TS。TS經(jīng)過(guò)分子重排和