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高效脱硫剂制备原理与技术开发

作　者: 赵素伟
导　师: 由长福
学　校: 清华大学
专　业: 动力工程及工程热物理
关键词: 高效脱硫剂团聚磨耗粒径分布
分类号: X701.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
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内容摘要

综合治理SO₂的污染问题具有十分重要的意义。本文在快速水合脱硫剂的基础上,本着提高脱硫剂的固硫反应速度和粉煤灰对含钙细颗粒担载效果的目的,研究了快速水合脱硫剂的制备过程,并在此基础上提出了改进的脱硫剂制备方法,同时研究了石灰块制备浆液的输送过程。石灰块的水合过程是决定脱硫剂在短时间内达到较高钙利用率的关键过程,其决定因素是Ca（OH）₂在水溶液中的粒径分布。为了实现Ca（OH）₂颗粒在水溶液中的细粉化,本文研究了不同水合制备条件下浆液中Ca（OH）₂的粒径分布规律,包括改变原料石灰产地、原料石灰尺寸和液固质量百分比,发现Ca（OH）₂在水溶液中发生严重的团聚现象。本文同时讨论了添加分散剂对浆液中Ca（OH）₂粒径分布的影响,研究结果表明六偏磷酸钠对减轻团聚有一定的作用。另外,本文利用中试规模的浆液制备与输送系统,开展了石灰块水合制备的新式脱硫剂浆液和工业上采用的建材粉脱硫剂浆液的输送特性研究。研究结果表明,新式脱硫剂浆液的粒径小于工业脱硫剂浆液的粒径,不同的取样位置和输送速度对两种浆液的粒径分布基本没有影响。在相同的浓度下,新式脱硫剂浆液的阻力与工业脱硫剂相当,新式脱硫剂浆液放置100小时后,尽管其输送阻力增大,但仍能正常运行。增强粉煤灰对含钙细颗粒的担载能力,减轻脱硫剂的磨耗剥落是提高快速水合脱硫剂在循环流化床中钙利用率的有效措施。本文利用振筛方法研究了不同粉煤灰粒径和粉煤灰改性方法对粉煤灰担载效果的影响。研究结果表明,粉煤灰的粒径越大,其担载效果越好,所制备脱硫剂经过振筛实验后仍能保持较高的固硫能力。通过火法、碱法和酸法改变粉煤灰的表面形态后,所制备脱硫剂的担载能力增强,并且脱硫剂振筛前后的固硫能力比原始粉煤灰脱硫剂有所提高。通过表面阳离子活性剂改变粉煤灰的表面电位后,未能增强粉煤灰对含钙细颗粒的担载能力,且所制得脱硫剂的固硫能力有所下降。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-9
第1章引言  9-23
  1.1 课题背景及意义  9-12
    1.1.1 SO_2 污染现状及其危害  9-10
    1.1.2 烟气脱硫技术综述  10-12
  1.2 高效脱硫剂研究现状  12-21
    1.2.1 高效脱硫剂的改性与制备  12-14
    1.2.2 快速水合脱硫剂研究现状  14-16
    1.2.3 Ca(OH)_2 颗粒在浆液中的分散特性研究  16-19
    1.2.4 粉煤灰改性方法研究  19-21
  1.3 论文的研究思路和主要研究内容  21-23
第2章脱硫剂颗粒在浆液中的分散特性  23-38
  2.1 引言  23-24
  2.2 实验过程  24-26
    2.2.1 实验原料  24
    2.2.2 实验仪器  24
    2.2.3 实验方法  24-26
  2.3 石灰水合过程中 Ca(OH)_2 颗粒的粒径分布规律  26-31
    2.3.1 原料石灰产地的影响  26-27
    2.3.2 原料石灰尺寸的影响  27-28
    2.3.3 液固质量百分比的影响  28-29
    2.3.4 Ca(OH)_2 在浆液中的团聚机理  29-31
  2.4 分散剂对浆液中 Ca(OH)_2 颗粒粒径分布的影响  31-36
    2.4.1 高分子分散剂——聚乙二醇  32-33
    2.4.2 阳离子表面活性剂——三乙醇胺  33-34
    2.4.3 阴离子表面活性剂——木质素磺化钠  34-35
    2.4.4 无机电解质——六偏磷酸钠  35-36
  2.5 本章小结  36-38
第3章脱硫剂浆液的输送特性  38-50
  3.1 引言  38-39
  3.2 实验研究  39-42
    3.2.1 实验原料  39-40
    3.2.2 实验系统  40-41
    3.2.3 实验过程  41-42
  3.3 实验结果与分析  42-48
    3.3.1 实验室规模的实验结果与分析  42-43
    3.3.2 中试规模的实验结果分析  43-48
  3.4 本章小结  48-50
第4章快速水合脱硫剂的磨耗及固硫特性  50-79
  4.1 引言  50-51
  4.2 实验部分  51-55
    4.2.1 实验原料  51-52
    4.2.2 实验仪器  52-53
    4.2.3 实验过程  53-55
  4.3 脱硫剂的磨耗及固硫特性  55-62
    4.3.1 原始脱硫剂的担载特性  55-58
    4.3.2 原始脱硫剂的振筛磨耗特性  58
    4.3.3 30μm 以上粉煤灰脱硫剂的担载磨耗特性  58-59
    4.3.4 粉煤灰脱硫剂磨耗前后的固硫特性  59-62
  4.4 粉煤灰粒径的影响  62-64
    4.4.1 粉煤灰粒径对脱硫剂磨耗特性的影响  62-63
    4.4.2 不同粉煤灰粒径制备脱硫剂的固硫特性  63-64
  4.5 粉煤灰改性的影响  64-77
    4.5.1 粉煤灰表面形态特性的影响  64-75
    4.5.2 改变粉煤灰表面电荷特性  75-77
  4.6 本章小结  77-79
第5章结论  79-81
参考文献  81-86
致谢  86-87
个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果  87

高效脱硫剂制备原理与技术开发

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