线网反应器搭建及加热条件对焦吸附SO2能力影响的研究

论文摘要

本文介绍了一种快速加热装置——线网反应器的设计和调试。设计部分主要介绍了反应器的基本结构、温度控制电路系统以及惰性和氧化性/还原性气路德设计,并详细列举了该实验装置从雏形到最终定型的过程,以及调试中出现的问题和解决方法。此外还提出了目前设计方案的不足和改进措施。此后,通过重复性实验验证了实验装置的结果可重现特性,并对其半焦样品分别进行了元素分析以及TGA上的半焦燃烧实验,针对半焦的内部成分与形态结构都进行了测试,然后与固定床反应器以及国外的线网反应器结果进行了充分的对比。经过以上实验,证明了本线网反应器的结果是可信的,并具有和同类反应装置和其他类型反应装置一定的可比性,这对于今后在此实验台上进行的其他研究十分重要。利用此快速加热装置,对半焦的热解制备条件,尤其是加热速率对焦的内部孔隙结构及吸附性能的影响,进行了实验研究与讨论。利用BET方法对线网反应器上以不同加热速率同一最高热解温度和恒温时间得到的半焦比表面积、孔容积和孔径分布情况进行了测定。另外在TGA上,对线网反应器以同一加热速率不同热解温度,和同一热解温度不同加热速率所得到的4种典型性半焦,进行了SO2的吸附能力的实验,通过测定样品增重来反映半焦的硫容。吸附实验在80°C下进行,SO2的浓度为0.9 vol. %,气体流速为110ml/min。将这四种焦的吸附增重曲线分别按照热解温度和加热速率分类,放在一起比较。同时还将这两组曲线的趋势与焦的燃烧活性曲线趋势进行了类比分析。实验结果表明,在800°C的热解温度下,高加热速率制得的半焦,尽管其比s表面积和孔容积相对低加热速率制得的焦稍小,但其平均孔径更大,中孔和大孔比例增加,有利于气体吸附和气固化学反应的进行。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 研究背景综述
• 1.1 中国能源现状与煤的清洁燃烧
• 1.2 中国环境现状与烟气的脱硫脱硝技术
• 1.3 活性焦吸附脱硫脱硝技术
• 1.4 常用气固反应机理研究方法及设备
• 1.4.1 热重分析法与热重分析仪
• 1.4.2 沉降法与沉降炉
• 1.4.3 流化法与小型流化床
• 1.4.4 小型热模实验与小型煤粉炉
• 1.4.5 研究方法与实验设备的比较
• 第2章 线网反应器设计
• 2.1 线网反应器台架设计
• 2.2 反应器温度控制电路
• 2.2.1 控制电路原理
• 2.2.2 控制电路主要芯片简介
• 2.2.3 控制电路介绍
• 2.2.4 控制程序
• 2.3 反应器气路设计
• 第3章 实验台调试与改进
• 3.1 硬件部分设计与改进
• 3.1.1 机械结构改进
• 3.1.2 功率调节方式的改进
• 3.1.3 热电偶固定方式的改进
• 3.1.4 控制电路的改进
• 3.2 控制程序调试改进
• 3.2.1 温度信号采集方式的改进
• 3.2.2 温度控制方式的改进
• 3.3 温度标定实验
• 3.4 实验装置设计特点及可拓展功能
• 本章小节
• 第4章 样品分析与验证实验
• 4.1 煤粉样品基本特性分析
• 4.2 可重复验证性实验
• 4.3 与其他实验台装置的比较
• 4.3.1 不同温度历程对焦的元素含量的影响
• 4.3.2 不同温度历程对焦的燃烧活性的影响
• 4.3.3 失重率与活性差别的讨论
• 本章小节
• 第5章 实验结果与分析
• 5.1 制备条件对半焦的比表面积和孔径的影响
• 2 性能的影响'>5.2 制备条件对半焦吸附 SO₂性能的影响
• 本章小节
• 第6章 结论
• 参考文献
• 附录
• 致谢
• 个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果