Na:C0。调质钙基脱硫剂硫化机理实验研究.PDF

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Na:C0。调质钙基脱硫剂硫化机理实验研究

中国工程热物理学会 燃烧学 第十届年会 论文编号:014038 Na:C0。调质钙基脱硫剂硫化机理实验研究 王寿涟1 优相林 谬卯傅 (教育部洁净煤发电及燃烧技术重点实验室,东南大学热能工程研究所南京210096) 摘要:对经、azc“溶液调质石灰石的煅烧产物CaO的结构及硫化特性进行了研究.发现同等条件下调 质后嘏烧生成的CaO(M—CaO)比未经调质的具有更高的是终钙转化率。但CaO孔结构测定表明.M-CaO 的比表面积和孔隙率均小于同等条件下末经调质石灰石获得的CaO(N—CaO).因而,仅从CaO孔结构 角度雌以对该硫化现象作出完善解释。利用x一衍射技术对CaO晶体结构进行了测定.通过比较二肴 的晶胞参数和品格畸娈度等并结台其孔特性,证实M-CaO之所以比N-CaO具有更高的钙转化率,是由 于M-CaO比N—CaO具肯更高的晶体缺陷浓度,使得在硫化反应后期通过产物层的扩教具有更高的离子 扩散率。 关键词:钙摹脱硫剂:调质:孔结构;X一衍射:离子扩散 引言 目前在控制锅炉排放S02的各种技术中.石灰石因其价廉易得而被广泛采用作为脱 硫剂。但“灰拈作为脱硫剂普遍存在的问题是钙转化率较低。以炉内喷钙脱硫为例,钙 转化率仅为20%左右。因而,采取措施提高脱硫剂钙转化率已成为炉内喷钙脱硫工艺能 否得以广泛应用的关键。针对于此,国内外开展了一系列的研究,试图寻找一种使脱硫 剂在炉内脱硫过程中能获得较为理想脱硫效果的选径。在所提出的各种方法中,通过向 脱硫剂中添加某些化学物质或经一定方法的调质处理园其可获得较为理想的效果而引 起了格外的重视|_”。但总的说来,各种调质方法的研究目前尚处于实验探索阶段.远 没有形成完整的理论对调质脱硫剂所表现山来的各种性能特征作出完善的解释。 在各种调质方法中,以钠盐溶液处理钙基脱硫剂后发现硫化效果得到很大程度的改 善‘7.9,11-13但对造成这种改善的机理则说法差异很大。如PaoloDivini2用NaCI溶液 处理石灰石的实验结果表明,经调质后的石灰石煅烧所得CaO大孔径的分布趋势增强, 比表面积减小。因而从孔尺寸分布和比表面积二者对于脱硫剂脱硫效果综合影响的角度 来进行解释。而Shearer“’|2等人认为石灰石经Nacl溶液处理后脱硫效果得以改善的原 因在于表面上形成了一层Nacl,caO共晶层。Ehrlich”则认为.脱硫剂硫化效果之所以 adanez’从CaO孔特性给 提高是由y-NaCl能部分盟lE致密CaS04产物层的形成,Juan 予了解释。Mark.R.Stouffer7用NazCO。作为调质剂调质石灰石的研究也认为调质后脱硫 剂孔径的加大.使得气体孔扩散变得更为容易.才最终导致了脱硫效率的提高。可见, 目前关于钠盐调质脱硫剂硫化反应机理远未达到共识。 。啦命顺【1:973l喇咏重^址础趼宄々』n辨凹磺吐项||砸Id净:G1999022206 E-Mall net Tel:025-37945a2101 h45562.1啊263 31 本文利j{=|Na:CO-:作为调质剖对石灰石进行调质处理,通过对煅烧产物CaO硫化特性 的研究,结合其孔结构和晶体结构特性.证明了钠盐凋质后脱硫剂硫化机理为:硫化反 应后}I|]产物层中缺陷浓度增加导致具有更高离子扩散率是其具有更高钙转化率的原因。 1.实验样品及仪器 1.1实验用石灰石的化学组成及制备: u 所用石灰石为普通商业用石灰石。在实验室中将其研磨至平均粒径31,4 m。其化学 成分分析见表1。 表1石灰石化学成分 打灰石调质方法为:将石灰石浸泡于按预定Na2C03,石灰石质量配比配制的NazC03溶 液中48h,然后置于干燥箱中80。C下恒温干燥,

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