不同氣氛下高溫固硫產(chǎn)物硫酸鈣和硫化鈣相互轉(zhuǎn)化機(jī)理研究.pdf

1、針對兩段脫硫過程中固硫反應(yīng)中間產(chǎn)物CaS的生成、氧化反應(yīng)機(jī)理和最終固硫產(chǎn)物CaSO<,4>的分解反應(yīng)機(jī)理,本文通過大量理論分析和機(jī)理研究對其反應(yīng)機(jī)理進(jìn)行了深入系統(tǒng)的研究,另外利用W型火焰煤粉爐進(jìn)行了分級配風(fēng)兩段噴鈣脫硫的工業(yè)性試驗.本文首先對不同粒度的CaSO<,4>在不同氧化性、惰性和還原性氣氛下的分解反應(yīng)機(jī)理進(jìn)行了研究,針對CaSO<,4>的分解反應(yīng)動力學(xué)進(jìn)行了深入的研究,另外著重利用亞甲基藍(lán)分光光度法和CaSO<,4>分解反應(yīng)同時

2、生成CaS、CaO的模型相結(jié)合深入研究了不同濃度CO氣氛下CaSO<,4>的分解反應(yīng)機(jī)理.對于不同濃度CO氣氛下CaSO<,4>的還原分解反應(yīng)類型和分解反應(yīng)最終產(chǎn)物中CaS的含量從實驗和模型兩個角度進(jìn)行了深入的研究.隨后利用FACT熱力計算軟件對不同反應(yīng)溫度下CaO-SO<,2>-CO系統(tǒng)生成CaS的可能性進(jìn)行了計算.然后利用管式爐石英管反應(yīng)系統(tǒng)、羅斯蒙特?zé)煔夥治鰞x和亞甲基藍(lán)分光光度法對于不同煤種在貧氧燃燒條件下的固硫反應(yīng)以及反應(yīng)過程中

3、CaCO<,3>硫化反應(yīng)轉(zhuǎn)化為CaS的轉(zhuǎn)化率進(jìn)行了深入的研究.其次對于CaS氧化反應(yīng)和CaSO<,4>還原型分解反應(yīng)的重要控制步驟-CaS和CaSO<,4>的固-固反應(yīng)進(jìn)行了深入的研究,利用Freeman-Caroll法研究了不同氣氛下的固-固反應(yīng)動力學(xué);另外通過動力學(xué)參數(shù)和TG曲線研究了固-固反應(yīng)、CaSO<,4>分解反應(yīng)以及CaS在CO<,2>氣氛下氧化反應(yīng)的優(yōu)先程度問題.對于CaSO<,4>和CaS的含量對于固-固反應(yīng)速率的影響也

4、進(jìn)行了深入的研究.然后對于不同溫度和不同濃度氧氣下的CaS氧化反應(yīng),不同溫度下CaS氧化反應(yīng)的反應(yīng)路徑和控制步驟進(jìn)行了深入的闡述并利用紅外定量分析技術(shù)研究了不同溫度和O<,2>濃度對于SO<,2>析出的影響.結(jié)合亞甲基藍(lán)分光光度法對最終產(chǎn)物中CaS的定量檢測,系統(tǒng)研究了不同溫度和O<,2>濃度下最終反應(yīng)產(chǎn)物的物相組成以及不同形態(tài)硫分在氣固兩相中的分布.另外利用未反應(yīng)收縮核模型研究了700℃-900℃溫度區(qū)間CaS氧化反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)速率常

5、數(shù)和擴(kuò)散系數(shù).利用固硫中間產(chǎn)物CaS和最終產(chǎn)物CaSO<,4>在不同溫度和氣氛條件下所呈現(xiàn)出的不同反應(yīng)特性,通過控制煤粉爐內(nèi)不同氣氛及溫度條件,創(chuàng)造性的提出了分級配風(fēng)兩段噴鈣脫硫技術(shù),研究發(fā)現(xiàn)分級噴鈣脫硫技術(shù)對于提高煤粉爐的燃燒脫硫效率發(fā)揮了重要的作用.在Ca/S為2的情況下分級噴鈣的脫硫率可達(dá)41.2%,在Ca/S為3的情況下分級噴鈣的脫硫率可達(dá)71.2%.最后深入闡述了CaS在CO<,2>氣氛下的反應(yīng)機(jī)理,研究了不同的反應(yīng)溫度對Ca