燃煤催化固硫及催化燃烧一体化的研究

论文题目: 燃煤催化固硫及催化燃烧一体化的研究

论文类型: 硕士论文

论文专业: 化学工程

作者: 袁中山

导师: 王树东

关键词: 催化固硫,催化燃烧,一体化

文献来源: 中国科学院研究生院（大连化学物理研究所）

发表年度: 2005

论文摘要: 本文对燃煤催化固硫及催化燃烧一体化技术的核心—一体化添加剂的配方设计及其催化固硫与催化燃烧机理进行了理论分析与实验研究,在此基础上开发出一种廉价易得的天然矿物一体化燃煤添加剂并进行了工业示范应用。理论推导了锅炉加钙固硫后热效率的修正计算式,分析了一体化燃煤添加剂在链条炉、粉煤炉和流化床锅炉等三种典型炉型中的燃烧固硫反应行为对锅炉热效率的影响,奠定了本技术应用的理论基础。进行了一体化添加剂的配方设计,以热重和高温燃烧固硫等实验手段考察了单组分金属化合物助剂Na2CO3、MgO和Fe2O3对CaO固硫的催化作用规律,发现多组分金属化合物助剂对CaO固硫具有协同催化作用,针对不同煤种及炉型提出了不同种金属化合物助剂的催化固硫方案。以粒子模型计算了催化燃烧固硫反应动力学参数,结合分析表征,提出了一体化添加剂中金属组分助剂Fe2O3对CaO固硫的催化作用机理:助剂Fe2O3催化了SO2转变为SO3这一过程,使固硫组分CaO的硫酸盐化反应表面化学反应速度常数k和有效扩散系数D增大;在固硫反应的产物层扩散控制阶段,Fe2O3的存在使得CaO晶粒团之间相互粘连的几率减小,减轻了固硫产物CaSO4的团聚,弱化了扩散作用的影响,从而减轻了CaO固硫反应的孔窒息效应。以热重法实验研究了一体化添加剂对三个煤种的催化燃烧作用并进行了民用蜂窝型煤实验验证,采用非等温燃烧反应模型计算了加入一体化添加剂前后煤的燃烧反应动力学参数,结果表明一体化添加剂的加入可提高煤的燃烧反应速率,归因于外加金属离子通过电荷迁移使碳表面的棱、角、缺陷等活性部位增加,加快了氧气的吸附速度,使反应活化能和频率因子降低。燃煤电厂130吨/小时粉煤锅炉的工业性脱硫试验结果表明,硫含量为1%左右的煤种使用一体化燃煤添加剂进行燃烧脱硫,其烟气出口SO2排放可下降67-74%,总固硫率为76-83%。热工测试结果表明,固硫后飞灰和炉渣中的含碳量均略有降低,机械未完全燃烧热损失减小,锅炉热效率下降值均在0.3%以内,体现了燃煤一体化添加剂催化固硫及催化燃烧的双重作用。

论文目录:

摘要

Abstract

引言

第一章文献综述

1.1 背景及意义

1.2 燃煤脱硫技术概述

1.3 燃烧中固硫技术综述

1.4 煤的催化燃烧添加剂及催化燃烧机理研究进展

1.5 燃煤催化固硫及催化燃烧一体化的可行性

1.6 本论文切入点及论文结构安排

参考文献

第二章燃煤催化固硫与催化燃烧一体化的热力学研究

2.1 钙基固硫剂燃烧固硫的主要反应式及热力学可行性分析

2.2 燃煤锅炉加钙固硫后热效率的修正与分析

2.3 燃烧固硫对不同类型锅炉热效率的影响分析与预测

2.4 小结

参考文献

第三章燃煤一体化添加剂的催化固硫作用研究

3.1 燃煤一体化添加剂配方设计

3.2 燃煤一体化添加剂催化固硫作用的热重法研究

3.3 燃煤一体化添加剂的催化固硫作用机理

3.4 燃煤一体化添加剂催化固硫作用的高温燃烧法研究

3.5 小结

参考文献

第四章燃煤一体化添加剂对煤的催化燃烧作用研究

4.1 煤的催化燃烧作用的热重法(TG-DTG)研究

4.2 燃煤一体化添加剂催化燃烧效果的动力学研究及机理分析

4.3 燃煤一体化添加剂催化燃烧效果的民用型煤试验

4.4 小结

参考文献

第五章燃煤催化固硫及催化燃烧一体化技术的工业应用

5.1 天然矿物燃煤一体化添加剂的性能评价实验

5.2 天然矿物燃煤添加剂的工业性试验

5.3 小结

参考文献

第六章结论及展望

6.1 本论文主要研究结论

6.2 应进一步开展的工作

作者简介

攻读硕士学位期间发表文章目录

致谢

发布时间: 2007-03-13

参考文献

[1].固硫灰渣特性及其作水泥掺合料研究[D]. 杨娟.重庆大学2006
[2].循环流化床锅炉脱硫固体废弃物特性及应用研究[D]. 赵文龙.中北大学2016
[3].不同气氛下钙基固硫及固硫产物分解的机理研究[D]. 王小锋.华中科技大学2011
[4].低硫煤掺烧复合固硫剂炉内高温固硫的实验研究[D]. 白鹏.华中科技大学2012
[5].淮北矿区电厂超临界流化床燃煤灰渣与水泥协同效应的研究[D]. 王允.安徽建筑大学2014
[6].煤与生物质混燃过程碱性矿物质对硫迁移转化特性影响[D]. 宋闯.沈阳航空工业学院2008

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