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高温固硫物相硫铝酸钙的形成机理及气氛的影响

作　者: 许亚文
导　师: 谢峻林
学　校: 武汉理工大学
专　业: 建筑材料与工程
关键词: 硫铝酸钙 固硫机理 资源化
分类号: X701.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 51次
引　用: 1次
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内容摘要


煤炭资源是我国的重要资源,随着电厂锅炉大量消耗燃煤,使得燃中固硫渣的综合利用更为迫切。本文紧扣“资源、能源、环境”一体化的思路,针对煤高温燃烧过程中固硫效率低、固硫产物CaSO4容易分解的难题,借助热重分析、化学分析法、XRD分析、烟气分析仪等测试方法,研究了煤的燃烧特性、钙基固硫过程中硫铝酸钙的形成机理及其影响因素,这对于解决燃煤资源化利用问题,具有重要的现实意义。本文通过热重分析及烟气分析,对燃煤的燃烧特性进行了研究,结果表明,不同煤质的二氧化硫释放规律不同,很好的显示不同含硫物质的分解区域,有机硫一般在200s之前快速分解,烟气分析仪能够较好地比较各种煤中的硫含量；热重分析研究煤的燃烧特性指标,得到煤的着火指数、燃烧特性指数等重要参数,评价煤质的优劣,最终确定实验煤质。利用XRD分析及化学分析,研究了硫铝酸钙的形成机理及气氛的影响,结果表明,硫铝酸钙是良好的高温固硫物相,在1100℃有少量形成,随着温度升高,其含量不断增加,且在1400℃都能稳定存在；氧气气氛更有利于硫铝酸钙的形成,减少二氧化硫的排放；物料还原性促进硫酸钙的分解,从而固硫率较低,也不利于游离氧化钙的吸收。在实际的燃煤过程中,煤中存在一些杂质,影响硫铝酸钙的形成。通过固硫效率的测试、渣样的矿物组成分析等,对燃煤中硫铝酸钙的形成过程及物料气氛的影响。结果表明,温度升高,固硫率降低,在1200℃后硫酸钙的急剧分解,因而固硫率下降速率快；物料还原性越强,二氧化硫的释放量大,固硫率低：从二氧化硫的释放量和固硫率两方面看,氧气气氛要优于空气气氛；由于杂质矿物的影响,使得硫铝酸钙的形成受影响,硫铝酸钙的形成量在1100℃时的衍射峰最强,此时的固硫率也是最大,因此认为,硫铝硫酸钙的形成量最大。

全文目录


摘要  4-5
ABSTRACT  5-9
第一章 前言  9-19
  1.1 课题研究背景  9
  1.2 脱硫技术的研究进展  9-11
    1.2.1 工业链条炉脱硫技术  10-11
    1.2.2 流化床脱硫技术  11
  1.3 气氛对固硫物相的形成影响  11-13
    1.3.1 还原性气氛下的固硫作用  11-13
    1.3.2 氧气/二氧化碳气氛下的固硫作用  13
  1.4 高温固硫物相硫铝酸钙的研究进展  13-18
    1.4.1 碱土金属硫酸盐作为固硫产物的研究  14-15
    1.4.2 硫铝酸钙作为固硫产物的研究进展  15-18
  1.5 本课题的提出及研究内容  18-19
第二章 煤的特性分析  19-30
  2.1 引言  19
  2.2 实验内容  19-21
    2.2.1 原料  19-20
    2.2.2 实验方法及分析测试方法  20-21
  2.3 实验结果及讨论  21-29
    2.3.1 硫的释放特性  21-22
    2.3.2 煤中硫的释放特性比较  22-23
    2.3.3 煤中硫的测定  23-24
    2.3.4 煤的燃烧特性  24-28
    2.3.5 研究煤质的确定  28-29
  本章小结  29-30
第三章 硫铝酸钙的形成机理及气氛的影响  30-46
  3.1 引言  30
  3.2 实验部分  30-32
    3.2.1 原料及实验方案  30-31
    3.2.2 实验方法  31
    3.2.3 测试方法  31-32
  3.3 实验结果与讨论  32-45
    3.3.1 气氛对二氧化硫的释放影响  32-34
    3.3.2 气氛对硫铝酸钙形成量的影响  34-37
    3.3.3 气氛对游离氧化钙(f-CaO)含量的影响  37-40
    3.3.4 硫铝酸钙形成机理的研究  40-44
    3.3.5 综合讨论  44-45
  本章小结  45-46
第四章 物料气氛对硫铝酸钙形成影响  46-63
  4.1 引言  46
  4.2 实验部分  46-52
    4.2.1 原料  46-47
    4.2.2 配料方案的确定  47
    4.2.3 实验方法及测试方法  47-52
  4.3 实验结果与讨论  52-62
    4.3.1 物料还原性及气氛对固硫率的影响  52-55
    4.3.2 物料还原性及气氛对二氧化硫的释放规律影响  55-59
    4.3.3 煤燃烧过程中矿物转化机理研究  59-61
    4.3.4 综合讨论  61-62
  本章小结  62-63
第五章 全文总结与建议  63-65
  5.1. 全文总结  63-64
  5.2 建议和展望  64-65
参考文献  65-69
致谢  69

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中图分类: > 环境科学、安全科学 > 废物处理与综合利用 > 一般性问题 > 废气的处理与利用 > 脱硫与固硫
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