添加剂对电石渣燃煤固硫促进作用的研究

黑龙江大学硕士学位论文添加剂对电石渣燃煤固硫促进作用的研究姓名：马晓燕申请学位级别：硕士专业：无机化学·资源化学指导教师：袁福龙20070514添加剂对电石渣燃煤固硫促进作用的研究作者：马晓燕学位授予单位：黑龙江大学相似文献(10条)1.期刊论文马晓燕.孔晓红.江传力.MaXiaoyan.KongXiaohong.JiangChuanli盐泥对钙基固硫剂促进作用的研究-煤化工2010,38(2)以同体废弃物电石渣为钙基固硫剂,工业废弃物盐泥为添加剂进行脱硫实验.实验结果表明,盐泥添加剂能够提高钙基固硫剂的固硫率,其合理配比为电石渣与盐泥的质量比为8:1,固硫率由27.55%提高到45.73%.通过SEM分析发现,盐泥使固硫剂颗粒的表面微观形貌发生改变.同时研究也发现,盐泥中的主要成分不仅可以改变钙基同硫剂的微观结构,同时也有固硫及提高同硫产物高温稳定性的作用.2.期刊论文马晓燕.张兴桥.MAXiao-yan.ZHANGXing-qiao固硫剂的制备-煤炭技术2006,25(11)简述了固硫剂固硫技术的机理,通过理论分析及试验研究提出在一定温度下,由电石渣与盐泥制得复合固硫剂具有较好的固硫效果,固硫率可达60%,其最佳盐泥用量为0.5%.3.期刊论文江传力.孔小红.马晓燕.JiangChuanli.KongXiaohong.MaXiaoyan固体废物对钙基固硫剂促进作用的研究-化工时刊2009,23(12)以固体废弃物电石渣为钙基固硫剂,工业废弃物盐泥为添加剂对钙基固硫剂进行调质,用ZCS-1型智能定硫仪进行脱硫实验.结果表明,盐泥添加剂能够提高钙基固硫剂固硫率,其合理配比为质量比8:1.通过SEM分析发现,调质改善了固硫剂颗粒的孔隙分布,使固硫剂颗粒的表面微观形貌发生改变,从而提高了固硫剂的固硫性能.同时研究也发现,盐泥中的主要成分不仅可以改变钙基固硫剂的微观结构,同时也有固硫及提高固硫产物高温稳定性的作用.4.学位论文高文英含碱工业废弃物脱硫性能实验研究2007目前，以煤炭为主要一次能源的国情决定了我国燃煤火力发电在电力工业中占据着主体性地位，由此造成的燃煤污染成为我国环境污染的重点，其中控制含硫污染物排放是治理燃煤污染的一项重要内容。随着我国工业、经济以及社会的发展，工业废弃物大量排放，不但占用土地和空间，而且还会对环境造成污染。本文以高温固硫、中温烟气脱硫、湿法烟气脱硫的工业应用为目的，结合不同温度特性对含碱工业废弃物的脱硫性能进行了实验研究。本文选取了山东省内主要工业行业的含碱固体废弃物包括来自化工行业的碱渣、盐泥、白泥、电石渣、水处理废弃物，来自冶金行业的高炉渣、赤泥、镁渣，来自电力行业的粉煤灰、炉渣作为实验物料，并选用石灰石和菱镁矿两种矿石作为对比物质。本文实验结合不同的温度特性研究了实验物料的脱硫性能，并借助比表面积与孔结构分析仪、XRD衍射技术、热重分析法对实验废弃物的脱硫机理进行了研究。首先，本文在800℃对所取各种实验物料的脱硫性能进行了测定，结果表明，盐泥、碱渣、赤泥、白泥、电石渣、水处理废弃物的硫容明显高于对比物质石灰石，固硫性能良好，而高炉渣、镁渣、粉煤灰和炉渣几乎没有固硫能力。对筛选出的含碱工业废弃物在800～1100℃高温段的固硫性能进行了实验研究。结果表明，碱渣、盐泥、赤泥在800℃～850℃具有较强的脱硫能力，高温下因为烧结严重而几乎丧失固硫能力。白泥和电石渣在该温度段具有优于其它实验物料的脱硫性能。水处理废弃物在高温段的固硫能力几乎不受温度影响。在该温度段研究了固硫效果较好的实验废弃物对煤中硫析出的影响规律。结果表明，赤泥、碱渣、盐泥对低温硫的析出有很好的捕捉作用，当温度升至1000℃后其固硫性能变差。白泥、电石渣在800～1000℃对煤中硫析出均具有较强的抑制作用。为更好的分析高温段实验废弃物的固硫机理，采用XRD衍射技术对800℃和1100℃时的固硫煤渣进行了物相分析。800℃时实验物料的主要固硫产物为CaSO,4，说明参加脱硫反应的主要为钙基物质，而碱渣和盐泥的固硫煤渣中还含有MgSO,4，表明其中的镁基物质也参加了固硫反应。1100℃时各种实验物料的主要固硫产物为Ca,3Al,6O,12·CaSO,4和Ca,5(SiO,4),2SO,4，仅有少量的CaSO,4，说明产物主要以复盐的形式存在。采用压氮法对实验废弃物的孔结构进行了分析，研究表明除高炉渣外其他实验废弃物均具有良好的孔结构，其比表面积、比孔容积、总孔隙率均优于石灰石，有利于颗粒内部固硫反应的进行。其次，本文研究了含碱工业废弃物在400～800℃中温段的脱硫性能。结果表明，在该温度段实验物料的硫容均随温度的升高而增大。盐泥、碱渣、赤泥在该温度段具有较好的脱硫性能。采用XRD衍射技术对实验物料在500℃和800℃时的脱硫产物进行了物相分析。结果表明，500℃白泥、电石渣、石灰石脱硫产物中含有大量的CaCO,3，表明碳化反应很严重，参与脱硫反应的钙基物质减少，使其脱硫性能变差。800℃时盐泥、碱渣中的镁基物质均参与了脱硫反应，提高了二者的脱硫能力。热分析实验研究表明，石灰石、白泥、电石渣在低温段的碳化反应很严重。而碱渣、盐泥、赤泥、水处理废弃物的脱硫反应几乎不受CO,2的影响。菱镁矿在500～600℃参加脱硫反应的MgO很少，在700℃以上才有明显的反应。最后，在湿法烟气脱硫的条件下，采用碘量法对实验物料的脱硫性能进行了研究。结果表明，菱镁矿脱硫效率高，脱硫时间长，表现出最好的脱硫性能，其次为电石渣，石灰石，白泥，镁渣，盐泥，赤泥，碱渣；而粉煤灰、炉渣、高炉渣、水处理废弃物的脱硫率较低，脱硫性能差。采用XRD衍射技术对实验物料的脱硫固体产物进行物相分析。白泥、石灰石、电石渣、碱渣、镁渣、赤泥、盐泥这几种实验物料的湿法脱硫产物主要是硫酸钙、水合硫酸钙、水合亚硫酸钙，菱镁矿脱硫后产物主要为硫酸镁和亚硫酸镁的水合物。5.期刊论文马晓燕.许普查.MAXiao-yan.XUPu-cha利用固体废物研制新型固硫剂-洁净煤技术2008,14(1)利用工业废渣研制高温固硫剂是解决中国散煤燃烧污染问题的有效措施,笔者系统地研究了影响固硫效果的因素,通过分析高温固硫剂的固硫机理,研制出以工业废料盐泥及电石渣为原料的新型固硫剂,这种固硫剂既能增加固硫剂的表面积同时也能增强固硫产物的高温稳定性,同时也对固硫添剂对燃煤的煤质的影响进行了研究,主要包括发热量、灰熔点及挥发份.6.学位论文梁建民工业含碱固体废弃物固硫性能的试验研究2005煤燃烧固硫具有投资少、运行成本低、工艺简单等特点，是适合中国国情的固硫技术。目前国内常用的钙基固硫剂绝大部分采用石灰石。石灰石有来源广泛、价格便宜等优点，但各地区石灰石固硫性能差别很大，有的折算钙利用率比较低、高温固硫效果差。本文对山东省内常见的工业含碱固体废弃物的煅烧和固硫过程进行了专门研究，以便为改善煤燃烧固硫剂的性能或为寻找石灰石固硫剂的替代品提供理论指导和实践参考，同时也能部分解决固体废弃物污染环境的难题。本人在全省范围内调查了主要工业行业(冶金、无机化工、有机化工、造纸工业等)的含碱固体废弃物产生机理和排放情况。经过对这些含碱固体废弃物的主要性质和排放情况的考察，有选择的采集了主要行业中1-2种具有代表性的且最有可能利用于煤燃烧固硫剂的工业含碱固体废弃物。作者侧重采集了碱法造纸白泥、烧结法炼铝赤泥、氨碱法碱渣白泥、生产乙炔气的电石渣、电解法生产烧碱的盐泥、发电厂粉煤灰和炉渣，并对它们的化学成分和物相组成进行了分析。为了和常用的固硫剂性能进行对比，还采集了电厂固硫用的石灰石、生石灰。借助热分析仪法、平均硫容法、折算钙利用率法评价了工业含碱固体废弃物的固硫能力，分析比较结果表明，含碱废弃物分为5级，其中试验用废弃物中的碱渣属于1级，新鲜电石渣、风干白泥属于2级，砸碎盐泥、新鲜白泥、研磨盐泥、赤泥、风干电石渣属于4级，石灰石、生石灰、粉煤灰、炉渣属于5级。模拟烟气气氛下的试验结果表明碱渣、新鲜电石渣、风干白泥可以考虑单独作为固硫剂使用，而砸碎盐泥、新鲜白泥、研磨盐泥、赤泥、风干电石渣折算钙利用率较低，不适合单独作为固硫剂使用，可以考虑作为添加剂成分；而粉煤灰和炉渣不适合应用于煤燃烧固硫剂。本文以高温管式炉和智能定硫仪试验为基础，借助于热天平和X射线衍射仪等分析技术，对几种废弃物及石灰石、生石灰的煅烧和固硫过程进行了专门的研究。结果表明，赤泥、电石渣、白泥固硫效果较好，盐泥、白泥、石灰石的煅烧过程中，气体产物较多，分解速率较快，这有利于改善固硫剂的孔隙结构；温度对各工业含碱固体废弃物的固硫能力影响不同，它们(碱渣、粉煤灰、炉渣除外)都是随着温度的升高，硫容增加，但是增加速率逐渐减小，它们都存在一个最佳固硫温度，试验条件下，赤泥的最佳固硫温度为800℃，碱渣、白泥、盐泥的最佳固硫温度为850℃，电石渣、生石灰最佳固硫温度为950℃；通过煅烧对固硫的影响试验，发现煅烧时间过短或过长都不利于固硫剂的固硫；增加固硫反应时间，提高烟气SO2浓度，减小粒径也都有利于提高废弃物的硫容。本人以赤泥、电石渣、碱渣、盐泥、白泥、石灰石、生石灰为主料，采用在不同质量配比，直接混合复合的方法，经过大量的交叉试验，发现了7种固硫性能较好的复合固硫剂。1～7号复合固硫剂的硫容比单样废弃物要提高15～30％；它们的硫容都在70～99％之间，其中以石灰石、赤泥、白泥为主原料的1、2、7号复合固硫剂硫容都在90％以上。最后作者对工业含碱固体废弃物固硫的机理进行了初步探讨。以赤泥为代表的各废弃物中含有10～13％的Fe2O3和2～4％的TiO2等，这些氧化物的存在是废弃物固硫性能要比石灰石和生石灰好的原因。其中Si-Al氧化物能与固硫产物CaSO4结合成3CaO·3Al2O3·CaSO4的新物相，且此产物可以覆盖或包裹CaSO4晶体的表面，抑制其分解，也可有效提高固硫效果；Fe2O3可以使CaSO4的分解温度有一定的提高，加快CaSO3的氧化反应。Si、Fe组分与硫酸钙晶体有着依附关系，紧密共生，并附着包裹其表面，高熔点的硅酸盐保护了生成的固硫产物。7.学位论文田园含碱工业废弃物煅烧及固硫反应动力学特性研究2006目前，我国潜在的煤炭资源和燃煤发电的经济性决定了煤炭在能源消费中仍占据主导地位，由此造成的燃煤污染一直是我国环境污染的重点，其中控制含硫污染物的排放是治理燃煤污染的一项重要内容。大量工业废弃物堆积排放，污染周边环境，如果能够利用其脱硫，不仅可以减少废弃物堆积造成的环境污染，而且能达到以废治污的目的，环境保护和经济效益非常可观。本文正是基于此考虑，对部分工业废弃物用于燃煤固硫的煅烧和固硫反应动力学特性进行了系统研究。首先，本文利用热重分析仪对白泥、电石渣、碱渣和盐泥4种工业废弃物及淄博石灰石进行煅烧实验研究，分析其煅烧反应动力学参数——活化能E，并通过分析煅烧实验的数据，预测4种工业废弃物的固硫性能。研究结果表明，废弃物的煅烧分解温度区间比石灰石大，使得废弃物在不同反应温度下固硫时其有效离子利用率相对较大，取得更好的固硫效果。白泥和电石渣有着相似的煅烧反应动力学特性，煅烧反应的活化能都随着煅烧度的增加而减小，碱渣和盐泥的煅烧反应动力学特性相似，煅烧反应活化能随着煅烧度的增加而增大。由此可以推测，白泥、电石渣具有类似的固硫反应动力学特性，盐泥和碱渣的固硫反应动力学特性相似。其次，本文利用等效粒子模型研究4种工业废弃物和淄博石灰石的固硫反应动力学特性，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k和产物层扩散系数Ds。结合固硫剂的固硫反应温度特性，综合分析其固硫性能。研究结果表明，无论在表面化学反应控制阶段还是在产物层扩散控制阶段，等效粒子模型都能很好地描述工业废弃物和淄博石灰石的固硫反应过程。废弃物中含有较多的碱金属氧化物，明显提高了固硫反应的化学反应速率常数和产物层的有效扩散系数。综合分析动力学参数k、D,s、E,a、E,p及温度特性曲线得出，白泥和电石渣具有