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高钙粉煤灰/Ca(OH)_2水合对脱硫剂性能影响的研究

作　者: 冀文亮
导　师: 李瑛
学　校: 昆明理工大学
专　业: 动力工程
关键词: 高钙粉煤灰 SO2排放消化水合反应钙基吸收剂
分类号: X773
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

目前在我国的电力行业中,燃煤火力发电依然占据着主导性的地位,随着褐煤的大量使用,我国高钙粉煤灰的排放总量近几年呈明显增长的趋势,由此也造成了一系列的环境污染。现阶段利用粉煤灰(特别是高钙粉煤灰)作为烟气脱硫剂的添加剂来治理SO2排放污染也是我国环境污染综合治理的一项重要内容之一。由于高钙粉煤灰中含有一定量的水硬性矿物,因而其不仅具有低钙粉煤灰的火山灰性能,还具有一定的自硬性,而高钙粉煤灰因其特殊的自硬性特征以往更多的是将其作为一种特殊矿物的掺加剂用于建筑物的基建以及高速公路的回填材料的研究。本文首先利用场发射扫描电镜结合X射线能谱(SEM-EDX)和X射线衍射(XRD)对高钙粉煤灰的本性特征进行了初步研究,分析了高钙粉煤灰的化学组成、物相组成,以期揭示出各种钙基组分的演化机制,为高钙粉煤灰的精细合理利用提供理论参考。国内大多数研究者按照粉煤灰中CaO的含量来对高钙粉煤灰进行界定。若粉煤灰中CaO含量小于10%,称之为低钙粉煤灰,即通常所说的粉煤灰；若粉煤灰中CaO的含量大于10%,则称之为高钙粉煤灰。由于高钙粉煤灰具有比一般粉煤灰中高的玻璃体含量,且含有少量的熟料矿物,因此高钙粉煤灰的火山灰活性要比普通粉煤灰高。一般粉煤灰作为脱硫剂添加剂已有部分研究机构进行了研究分析,但在商业上的运用并没有普及。利用具有特殊火山灰活性的高钙粉煤灰作为添加剂,目前在我国的研究更是较少。本论文通过分析高钙粉煤灰的物相成分,得知在高钙粉煤灰中更多的是钙离子的混合物,CaO与各种矿物质晶相的结合物,微量的CaCO3、Ca(OH)2与硅酸盐的结合物,甚至CaCl也存在于高钙粉煤灰颗粒中,其外部显微结构也和普通燃煤飞灰有较大的不同。其次,本论文还对影响石灰消化过程的参数以及影响高钙粉煤灰/Ca(OH)2水合的参数条件进行了研究分析。先通过改变搅拌速率这一单一条件来对分析纯生石灰的消化过程、消化产物比表面积,产物颗粒的特性进行测定分析,得到该试验条件下的最优搅拌速率,然后利用石灰消化得到的优质熟石灰与高钙粉煤灰进行四因素四水平条件下的水合试验。通过分析水合产物比表面积、孔容、孔径得出对高钙粉煤灰/Ca(OH)2水合情况影响程度的大小依次是：水合时间、高钙粉煤灰与Ca(OH)2质量比、水固比、搅拌强度,并且在该实验设备条件下得到各个因素的最佳组合水平。最后对脱硫反应原理的模型进行理论分析。

全文目录

摘要  3-5
Abstract  5-7
目录  7-9
第一章绪论  9-15
  1.1 论文研究背景  9-10
  1.2 大气污染及预防  10-12
  1.3 酸雨的成因及其危害  12-15
第二章 FGD技术及粉煤灰利用概况  15-31
  2.1 国内外FGD技术的发展与应用  15-17
    2.1.1 国内外FGD技术发展特点  16-17
    2.1.2 国内外FGD技术的工业化应用  17
  2.2 主要的FGD技术  17-20
    2.2.1 SO_2的性质及其脱除的化学基础  17-18
    2.2.2 目前主要应用的FGD方法  18-19
    2.2.3 其他方法  19-20
  2.3 FGD技术的发展趋势  20-23
  2.4 粉煤灰  23-28
    2.4.1 粉煤灰的组成与性质  24
    2.4.2 粉煤灰的利用现状  24-28
  2.5 本论文的主要工作  28-31
第三章实验设计  31-49
  3.1 实验流程与装置  31-33
    3.1.1 实验流程  31-32
    3.1.2 实验装置  32-33
  3.2 高钙粉煤灰的颗粒特性  33-35
  3.3 比表面积的测定  35-38
  3.4 孔容和孔径的测定  38
  3.5 熟石灰的制备过程  38-43
  3.6 四组参数正交实验  43-49
第四章实验结果与分析  49-59
  4.1 四因素四水平条件下对脱硫剂的研究分析  49-55
    4.1.1 搅拌速度对脱硫剂特性的影响  49-50
    4.1.2 水固比对脱硫剂特性的影响  50-52
    4.1.3 水合时间对脱硫剂特性的影响  52-54
    4.1.4 高钙粉煤灰/Ca(OH)_2质量比对脱硫剂特性的影响  54-55
  4.2 脱硫反应原理的理论模型分析  55-58
  4.3 小结  58-59
第五章总结与展望  59-61
  5.1 全文总结  59-60
  5.2 展望  60-61
致谢  61-63
参考文献  63-67
附录A  67-69

高钙粉煤灰/Ca(OH)_2水合对脱硫剂性能影响的研究

内容摘要

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