钙基脱硫剂煅烧特性及其孔结构模拟研究

论文摘要

结合石灰石分解的动力学特性、晶体的烧结模型,建立石灰石同时煅烧和烧结模型,分析各种控速因素,对分解产物的孔隙结构参数进行研究。另外,在此基础上结合石灰石分解过程中CaO 晶体的成核机理和孔隙生成机理,采用Monte-Carlo 方法,对脱硫剂不同分解条件、不同煅烧时刻分解产物孔隙空间网络进行模拟构造,用图像直观描述其微观结构,显现脱硫剂煅烧过程中孔结构的变化情况,并对其进行分形分析。以石灰石煅烧过程中形成的孔隙结构的孔隙率和比表面积为参数,提出煅烧过程中的孔隙分布模型和孔长度分布模型,对脱硫剂煅烧过程中的孔隙分布进行分析研究。研究分析表明:所提出的模型能很好地吻合实验结果,这些方面的研究对于探讨脱硫剂脱硫机理和高温烧结机理具有重要的理论参考价值。

论文目录

• 中文摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 本文的研究背景
• 1.2 硫化物的控制排放技术
• 1.2.1 燃烧前脱硫技术
• 1.2.2 燃烧中脱硫技术
• 1.2.3 烟气脱硫技术
• 1.3 本课题研究现状
• 1.3.1 研究脱硫剂煅烧特性和孔结构的必要性
• 1.3.2 煅烧和烧结的动力学的研究及其模型
• 1.3.3 对石灰石煅烧后的孔结构的研究
• 1.4 本文的研究目的和主要内容
• 第二章 脱硫剂同时煅烧和烧结的模拟研究
• 2.1 几种经典煅烧模型
• 2.2 物理模型
• 2.3 基本方程与求解
• 2.3.1 煅烧模型
• 2.3.2 比表面积和孔隙率变化模型
• 2.3.3 方程求解
• 2.4 煅烧的热重实验
• 2.5 模拟结果与讨论
• 2.5.1 流程图
• 2.5.2 煅烧模拟结果
• 2.5.3 孔隙率与比表面积的变化模拟结果
• 2.6 本章小结
• 第三章 脱硫剂煅烧过程中微观结构的模拟研究
• 3.1 煅烧过程中孔结构动态生成模型
• 3.1.1 煅烧反应模型
• 3.1.2 成核模型
• 3.1.3 孔结构变化模型
• 3.2 Monte-Carlo（MC）模拟方法
• 3.3 模拟结果与讨论
• 3.3.1 模拟结果
• 3.3.2 定性分析与验证
• 3.3.3 定量分析与验证
• 3.4 本章小结
• 第四章 氧化钙孔隙分布模型及孔结构分形特性的模拟研究
• 4.1 孔隙分布模型的建立
• 4.1.1 不同煅烧程度时孔隙分布密度图
• 4.1.2 煅烧过程中孔径分布与孔长的确定
• 4.1.3 煅烧过程中不同孔径范围内的孔对总比表面积的贡献率及最佳煅烧率的确定
• 4.2 分形维数预测
• 4.3 本章小结
• 第五章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 在学期间发表的学术论文和参加科研情况