冶炼烟气干法脱硫过程中CaS与SO2反应的试验-高校化学工程学报.PDF

第30 卷第1 期 高 校 化 学 工 程 学 报 No.1 Vol.30 2016 年 2 月 Journal of Chemical Engineering of Chinese Universities Feb. 2016 文章编号：1003-9015(2016)01-0240-08 冶炼烟气干法脱硫过程中CaS 与SO 反应的实验及机理研究 2 1 2 2,3 2 3 昌 晶 , 张 聪 , 田红景 , 郭庆杰 , 吴卫泽 (1. 青岛农业大学 资源与环境学院, 山东 青岛 266109; 2. 青岛科技大学 化工学院, 山东 青岛 266042; 3. 北京化工大学 化工资源有效利用国家重点实验室, 北京 100029) 摘 要：将硫化钙和石英砂机械混合作为脱硫剂，在石英固定床反应器中考查了反应温度、空速、脱硫剂颗粒粒径、 有无氧气存在和循环次数对脱硫剂脱除冶炼烟气中 SO 气体性能的影响。较高反应温度、较低烟气空速和较小颗粒粒 2 径均可提高脱硫剂的脱硫率。温度 500℃、空速 250 h1 条件下，脱硫率在 100 min 内均保持在96.4% 以上。脱硫剂在 无氧和有氧条件下循环实验中表现出的脱硫活性均较为稳定。随循环次数的增加，脱硫剂颗粒的比表面积和吸附量缓 2 1 3 1 2 1 3 1 慢减小，分别从反应前的 32.2 m g 和 21.6 cm g 降至 10 次循环后的 26.5 m g 和 16.2 m g ，而颗粒平均粒径逐渐 增加。基于 Gaussian 09 程序，采用密度泛函理论(DFT) 对 CaS 与 SO2 反应脱硫的微观机理进行了研究，在 B3LYP/6-311G+(d,p)水平上优化得到反应物、中间体、过渡态和产物的几何构型，对各驻点进行了单点能计算。中间 体 IM4 到产物 P(CaSO +S ) 的过程被推测为反应的速率控制步骤。 4 2 关键词：硫化钙(CaS) ；冶炼烟气；脱硫；反应机理 中图分类号：X511 文献标识码：A DOI ：10.3969/j.issn.1003-9015.2016.01.036 Experimental Studies and Mechanism of CaS and SO Reaction during 2 Smelting Gas Dry Desulphurization Pr