钙基脱硫剂掺加粉煤灰在450-850℃下脱硫研究.pdfVIP

中国工程热钧理学会 编号：984057 燃烧学学术会议 钙基脱硫剂掺加粉煤灰在450—85032下的脱硫研究 庞亚军 徐旭常 清洁煤燃烧国家重点实验室清华大学热能工程系北京100084 摘要在沉降炉和热分析仪上进行了掺加粉煤灰提高生石灰烟气脱硫率的实验． 实验表明：生石灰掺加粉煤灰和消石灰掺加粉煤灰都可以提高烟气脱硫率和钙基脱硫 0～700C时，效果最好．同时 剂的利用率．这种作用与反应温度有关，反应温度为55 也研究了粉璨灰与生石灰掺混方式对气俸脱硫率和脱硫剂的钙利用率的影响． 关键词：沉降炉；热分析仪：生石灰；粉煤灰；脱硫；反应温度；混合方式 I、前言 我国主要因烧煤而排放的so征在以很快的增长速度飞升，如果不迅速防治，在 2000年可能达到一年内排放2500万吨以上，将成为世界上sO，排放量遥遥领先的国家． 为了减少SO,对大气的污染，应着重降低燃烧设备特别是电站锅炉的SO．4}}放量．目前用 以减少电站锅炉的s0：排放量的方法主要有燃烧后烟气脱硫、流化床燃烧和炉内喷钙脱 硫．烟气湿法脱硫技术成熟，脱硫率高，可脱除燃烧产生的s0，的90％以上，但是投资 赞用昂贵，约占烧煤发电厂总投资的20％，运行费用也较高．流化床燃烧在相当长一 段时期内还难于在发电设备中占有影响的份额．炉内喷钙脱硫技术具有投资小，运行 费用低，较适宜现有电厂锅炉改造．在此项技术中，如何提高烟气脱硫率是技术应用 的关键． 为提高炉内喷钙脱硫技术烟气脱硫率，国内外不少学者对各种脱硫剂进行了研 究，也有人研究了粉煤灰对烟气脱硫的作用．有的学者认为粉煤灰有脱硫作用，但脱 硫作用的大小主要取决于粉煤灰的碱度”’．R．T．Yang等人在研究流化床脱硫时认为 Fet0对石灰的脱硫过程有很强的催化作用”1，他们用热分析仪对静止撤放在石英船上 的粉状脱硫荆进行了吸收含soz的反应气的实验．此实验用的是化学纯CaO粉末涂上含 铁溶液，烘干后得到了覆盖Fe，O，的CaO粉末．在Fe：O，和CaO的质量比值为0．04时，堆放 的这种脱硫齐j的钙利用率提高一倍． R．T．Yang等人认为，用纯CaO对反应气进行脱硫时，首先使so痒C化成为S03．SO，与 CaO结合再反应生成CaSO,． ·现在北京电力高等专科学校工作 V一31 CaO+S02+÷02叫CaO·s03叫c乜sD4 上 有Fe：0，作催化荆时，反应过程为： 1 Z 一般认为CaO与sO：的结合反应进行的很快，所以硫化过程主要受SO：氧化成SO,fa々过 20 z氧 程所限制．R．T，Yang认为，当caO粉中混入Fe3时，对s0z的氧化有催化作用，使s0 化为sO；的速度大大加快，从而使整个硫化反应速度提高． R．T．Yang还用天然的石灰石粉或石灰粉在硫酸铁Fe2(SO。)，、硫酸亚铁FeSO。或硝酸 铁Fe(Ho!)蒋液中浸泡后干燥制成的覆盖了上述铁盐的石灰吸收刘粉束，放置在热分析 仪的石英船上，用含sot的反应气做脱硫实验，得到了相似的结论““． 一般认为煤粉锅炉中，CaO．和Ca(OH)z粉末和含Fez03的粉煤灰混合后，粉末状混合物 在含SOz的烟气中形成稀疏离散颗粒的气固两相流，大部分含钙的脱硫剂颗粒和含Fe。0； 的煤粉颗粒在气流中不互相覆盖，因而掺加的Fe20：可能不对CaO的脱疏反应起催化作 20 用．这是和覆盖了Fer的石灰粉末，撒放在热分析仪中的石英船上和s0z的气体反应情 况有所不同的．简单混合的颗粒在烟气中离散时进行脱硫反应是否会和R．T．Yang实验 所得的结果不同，这需要进行接近于煤粉锅炉尾部受热面烟道中反应情况的实验． 掺加粉煤灰可以提高消石灰(主要成分Ca(OH)：)的烟气脱硫率，而且脱硫率的提 高幅度与掺混比例有关，已在沉降炉的实验中得到证实．由于理