化工学报 ›› 2019, Vol. 70 ›› Issue (8): 3188-3195.DOI: 10.11949/j.issn.0438-1157.20190067
收稿日期:
2019-01-21
修回日期:
2019-03-02
出版日期:
2019-08-05
发布日期:
2019-08-05
通讯作者:
张海
作者简介:
王康(1993—),男,硕士研究生,<email>18612526286@163.com</email>
基金资助:
Kang WANG(),Yang ZHANG,Lilin HU,Hai ZHANG(),Junfu LYU,Guangxi YUE
Received:
2019-01-21
Revised:
2019-03-02
Online:
2019-08-05
Published:
2019-08-05
Contact:
Hai ZHANG
摘要:
针对水煤浆循环流化床锅炉水蒸气浓度高的特点,在较宽的水蒸气浓度内采用固定床反应器对石灰石脱硫过程的煅烧和硫化阶段分别开展机理研究,并利用低温氮吸附法、真密度计和扫描电子显微镜分析煅烧产物和硫化产物的孔结构特征、表观形貌。研究表明水蒸气促进煅烧产物的烧结,减小了煅烧产物的孔隙率和比表面积,增大了大孔份额,使产物氧化钙失去活性;水蒸气对硫化反应的作用呈非单调性,随着水蒸气浓度提高,同一时刻的钙转化率表现为先促进后抑制,在水蒸气浓度10%左右时钙转化率最高。其原因可以归结为水蒸气一方面促进硫化产物固态离子扩散,另一方面促进未反应氧化钙烧结成块。
中图分类号:
王康, 张扬, 胡丽琳, 张海, 吕俊复, 岳光溪. 高分压水蒸气对石灰石脱硫过程的影响作用[J]. 化工学报, 2019, 70(8): 3188-3195.
Kang WANG, Yang ZHANG, Lilin HU, Hai ZHANG, Junfu LYU, Guangxi YUE. Effects of high steam partial pressure on desulfurization process of limestone[J]. CIESC Journal, 2019, 70(8): 3188-3195.
No. | CaO | MgO | SiO2 | Al2O3 | Fe2O3 | 其他 |
---|---|---|---|---|---|---|
1 | 91.70 | 4.21 | 1.60 | 1.01 | 0.64 | 0.84 |
2 | 0.07 | 0.05 | 99.61 | 0.10 | 0.01 | 0.16 |
表1 石灰石和石英砂成分
Table 1 Compound of limestone and quartz sand/%
No. | CaO | MgO | SiO2 | Al2O3 | Fe2O3 | 其他 |
---|---|---|---|---|---|---|
1 | 91.70 | 4.21 | 1.60 | 1.01 | 0.64 | 0.84 |
2 | 0.07 | 0.05 | 99.61 | 0.10 | 0.01 | 0.16 |
煅烧气氛 | 比表 面积/(m2/g) | 孔体积/ (cm3/g) | 真密度/ (kg/m3) | 颗粒密度/ (kg/m3) | 孔隙率 |
---|---|---|---|---|---|
无水 | 29.67 | 0.236 | 3176 | 1816 | 0.428 |
含水20% | 12.46 | 0.151 | 3204 | 2159 | 0.326 |
变化率/% | -58.1 | -36.0 | +0.9 | +18.9 | -23.8 |
表2 煅烧产物颗粒性质
Table 2 Properties of calcination product
煅烧气氛 | 比表 面积/(m2/g) | 孔体积/ (cm3/g) | 真密度/ (kg/m3) | 颗粒密度/ (kg/m3) | 孔隙率 |
---|---|---|---|---|---|
无水 | 29.67 | 0.236 | 3176 | 1816 | 0.428 |
含水20% | 12.46 | 0.151 | 3204 | 2159 | 0.326 |
变化率/% | -58.1 | -36.0 | +0.9 | +18.9 | -23.8 |
图6 不同H2O(g)浓度下的煅烧产物硫化过程的钙转化率随时间的变化
Fig.6 Temporal variations of calcium conversion during sulfation at water free condition for calcined products at different H2O(g) concentrations
H2O(g)/% | 颗粒密度/(kg/m3) |
---|---|
0 | 2420 |
10 | 2790 |
20 | 2881 |
30 | 3070 |
表3 硫化产物颗粒密度
Table 3 Particle density of sulfation product
H2O(g)/% | 颗粒密度/(kg/m3) |
---|---|
0 | 2420 |
10 | 2790 |
20 | 2881 |
30 | 3070 |
图10 不同H2O(g)浓度下煅烧和硫化独立进行和耦合进行的石灰石钙转化率
Fig. 10 Effect of H2O(g) concentration on calcium conversion between decoupled and coupled calcination and sulfation processes
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