循环流化床电石渣脱硫实验研究

论文摘要

目前,燃煤污染是我国环境污染的重要方面,其中减少含硫污染物的排放是治理燃煤污染的一项重要内容。电石渣是一种氢氧化钙含量很高的工业废渣,电石渣的大量堆积严重污染周边环境,如果能够利用其脱硫,不仅可以减少环境污染,而且能达到以废制废的目的。本文采用热分析法,在热天平上进行电石渣脱硫的热重实验研究。实验结果显示,电石渣脱硫反应分为煅烧和吸收两阶段。在实验工况下,温度越高,钙的转化率越高;SO2浓度越高,反应在化学反应控制阶段持续的时间越短,反应更容易进入到产物层扩散控制阶段。通过对实验数据的分析,确定了电石渣的脱硫过程,并且讨论了其脱硫机理。利用数学模型研究电石渣脱硫反应动力学特性,计算并分析了动力学参数——活化能E、表面化学反应速率常数ks和产物层扩散系数Ds。结果表明,模型能够很好的描述化学反应控制阶段和产物层扩散控制阶段的脱硫反应过程。对反应过程做出合理假设,结合未反应收缩核模型和孔分布模型,并采用质量守恒定律和扩散方程建立CaO吸收SO2的颗粒—孔分布模型。模型计算结果跟实验结果吻合的较好,模型能够较好的描述电石渣的脱硫过程。最后,利用某电厂的实际运行数据再一次验证了模型的准确性。现场运行数据还表明,电石渣的加入对锅炉运行的影响很小。本研究为开发废弃物型脱硫剂提供理论基础,对促进脱硫技术发展具有重要的理论价值和工程应用指导作用。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 选题背景及意义
• 1.2 电石渣用于燃煤电厂脱硫的研究现状
• 1.2.1 实验室研究
• 1.2.2 电厂实际应用
• 1.3 本文的研究内容
• 第2章 电石渣脱硫实验研究及结果分析
• 2.1 实验介绍
• 2.1.1 实验方法（热分析法）介绍
• 2.1.2 实验台介绍
• 2.1.3 实验设备介绍
• 2.1.4 实验材料的选取
• 2.1.5 实验内容和步骤
• 2.1.6 实验条件的选取
• 2.2 实验数据处理
• 2.3 结果分析
• 2.3.1 样品质量变化
• 2 浓度影响'>2.3.2 SO₂浓度影响
• 2.3.3 温度影响
• 2.4 本章小结
• 第3章 电石渣脱硫反应机理和动力学特性研究
• 3.1 循环流化床电石渣脱硫机理
• 3.2 电石渣脱硫反应动力学特性描述
• 3.3 电石渣脱硫反应动力学计算
• a及产物层扩散活化能E_p'>3.3.1 化学反应活化能E_a及产物层扩散活化能E_p
• s及产物层扩散系数D_s'>3.3.2 化学反应速率常数k_s及产物层扩散系数D_s
• 3.4 本章小结
• 第4章 电石渣脱硫模型研究与分析
• 4.1 脱硫模型概述
• 4.2 模型假设
• 4.3 模型建立
• 2 在整个颗粒内的扩散'>4.3.1 SO₂在整个颗粒内的扩散
• 2 在颗粒孔内的扩散'>4.3.2 SO₂在颗粒孔内的扩散
• 4.3.3 CaO 脱硫率的计算
• 4.4 参数确定
• 4.4.1 孔结构参数
• 4.4.2 有效扩散系数（De）
• 4.4.3 反应动力学参数
• 4.5 模型的计算及验证
• 2 浓度的影响'>4.5.1 SO₂浓度的影响
• 4.5.2 温度的影响
• 4.6 本章小结
• 第5章 应用研究
• 5.1 现场实验介绍
• 5.1.1 锅炉系统介绍
• 5.1.2 煤成分分析
• 5.1.3 脱硫剂成分分析
• 5.2 实验内容
• 5.3 实验数据及结果分析
• 5.3.1 实验数据
• 5.3.2 实验结果分析
• 5.4 本章小结
• 第6章 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文及其它成果
• 致谢
• 详细摘要