O-,2--CO-,2-煤粉燃燒脫硫及NO生成特性實驗和理論研究.pdf

1、本文研究了O<,2>/CO<,2>氣氛下煤粉燃燒特性、SO<,2>鈣基脫除的直接硫化特性及NOx燃煤排放特性,并對燃燒過程進(jìn)行了數(shù)值模擬,主要工作概括為以下六個方面:1.借用熱重分析手段比較了空氣和O<,2>/CO<,2>氣氛下煤粉的燃燒特性,并就固硫特性作初步討論.通過對萊陽煤、長廣煤、太平煤三種煤種的著火溫度、燃盡溫度、及燃燒特性指數(shù)的分析,表明O<,2>/CO<,2>氣氛下的燃燒優(yōu)于空氣,并從反應(yīng)動力學(xué)數(shù)據(jù)得到證實.同時,借助定硫

2、儀初步比較了煤粉在空氣和O<,2>/CO<,2>兩種氣氛下的硫析出特性,結(jié)果表明后者脫硫效果有很大改善.2.分別以熱重儀及沉降爐研究了中等溫度(800℃~900℃)和較高溫(900~1250℃)下空氣和O<,2>/CO<,2>兩種氣氛鈣基脫硫特性.在熱重分析儀上考察了中等溫度下溫度、O<,2>和SO<,2>濃度、粒徑等主要因素對直接硫化CaCO<,3>-SO<,2>過程的影響,并求取了反應(yīng)的活化能.在沉降爐上考察了較高溫下O<,2>/C

3、O<,2>氣氛中溫度、Ca/S、不同CO<,2>體積濃度、爐內(nèi)停留時間、過量空氣系數(shù)、煤種等參量的影響.3.建立了高溫條件下CaSO<,4>分解的吉布斯自由能與溫度的函數(shù)關(guān)系,并求取了SO<,2>分解壓力與分解溫度之間的關(guān)系,在此基礎(chǔ)上得到了CaSO<,4>高溫?zé)崃W(xué)分解特性.并與直接硫化過程進(jìn)行了對比,進(jìn)而判斷出O<,2>/CO<,2>氣氛有利于阻止CaSO<,4>的熱力分解.在熱力學(xué)分析的基礎(chǔ)上,借用熱重分析評價CO<,2>、SO<

4、,2>和O<,2>濃度對CaSO<,4>分解的影響,求取反應(yīng)活化能.并采用不反應(yīng)縮核模型比較O<,2>/CO<,2>-空氣兩種氣氛下反應(yīng)過程控制因素的變化特性.4.借助壓汞孔結(jié)構(gòu)分析、電鏡掃描及熱重分析等手段,研究了Na<,2>CO<,3>、K<,2>CO<,3>、Al<,2>O<,3>及Cs<,2>CO<,3>對CaCO<,3>微觀孔結(jié)構(gòu)性質(zhì)及硫化轉(zhuǎn)化的影響,結(jié)果表明:Na<,2>CO<,3>、K<,2>CO<,3>、Al<,2>(S

5、O<,4>)<,3>的加入優(yōu)化了孔尺寸分布、增加了孔隙率和表面積,對直接硫化過程有促進(jìn)作用.而Cs<,2>CO<,3>的作用正好相反.從灰熔點的分析得出Na<,2>CO<,3>的加入并沒有導(dǎo)致結(jié)渣的加重.5.用沉降爐分析了O<,2>/CO<,2>煤粉燃燒中NOx的釋放特性,得出煤粉燃燒過程O<,2>/CO<,2>氣氛較空氣下有助于抑制NOx的排放.考察了溫度、不同煤種、過量空氣系數(shù)對NOx生成特性的影響.并以甲烷等混氣模擬了爐內(nèi)氣氛,分