NaHCO3调质钙基吸收剂高温脱硫脱硝性能实验研究

摘要

SO2是形成酸雨的罪魁祸首，严重危害土壤、水域、森林等生态系统。其本身也会导致人体多种疾病，甚至造成死亡。我国的燃煤锅炉具有产量大、燃煤品质差、使用面积广、脱硫成本高、脱硫效率低等特点，对酸雨的形成有着不可推卸的责任。燃煤中脱硫相比其他脱硫方式，具有设备操作简单、占用空间小、投资少等优势，十分适合对现有锅炉的改造。但它存在一个很大的缺陷便是脱硫效果差。
　　为了改善燃烧中脱硫的脱硫效果，很多研究者提出了对钙基吸收剂进行调质处理。无机盐溶液调质是最常用的改性方式，其中尤以对钠盐调质研究最多。由于NaHCO3具有良好的脱硫效果，也被初步证实可用于替代钙基吸收剂，且伴随着良好的脱硝效果，但是由于其强腐蚀性，对设备损毁严重，所以本文提出用 NaHCO3调质钙基吸收剂，探索不同调质比、O2浓度、水蒸气浓度以及同时脱硫脱硝对钙基吸收剂SO2吸收率和NO吸收率的影响。发现NaHCO3调质可以有效地提高SO2吸收率，调质比增大，有利于SO2吸收；O2和水蒸气均能促进SO2的吸收，最佳O2浓度为5％，水蒸气浓度增加，SO2吸收率提高；30%调质比时，同时脱硫脱硝有助于NO的吸收，而SO2的浓度对NO的吸收有一定影响，SO2浓度增大，NO吸收增强。
　　采用SEM分析、压汞分析、XRD分析、XPS分析对NaHCO3调质的机理进行研究。调查孔隙结构对 SO2吸收的影响，发现调质改变了钙基吸收剂的表面形貌、孔径分布、孔隙率和比表面积；其中，孔径分布、孔隙率随调质比的增加而增大，而比表面积随调质比增加而减小。经过分析确定是孔径分布和比表面积二者综合作用影响调质后钙基吸收剂的性能。通过XRD测试对物相组成进行了分析，建立了完整的调质及脱硫反应过程，发现调质后有CO2和Na2O生成，确定了调质在扩孔、造孔以及开辟新的反应路径方面的积极作用。另外发现，调质后晶粒尺寸减小，钙基吸收剂分解加快。最后通过XPS分析进行表面分析，确定了表面Ca2+的组成，发现调质后 Ca(OH)2表面含量降低，说明调质促进了煅烧反应的进行；而 CaSO4和 CaS含量增加，进一步说明了固硫程度的加深。调质后Na+的存在使钙基吸收剂中离子空位缺陷浓度增加，促进了固态离子扩散。

目录

声明

第1章 绪 论

1.1 课题来源

1.2 课题背景及研究意义

1.3 国内外研究现状

1.4 本文研究的主要内容

第2章 实验系统和仪器

2.1立卧管式炉实验系统

2.2 样品制备仪器

2.3 其他仪器

2.4 本章小结

第3章 钙基吸收剂的制备和高温脱硫脱硝实验

3.1 钙基吸收剂的制备

3.2 钙基吸收剂高温脱硫脱硝实验方案

3.3添加量的影响

3.4 O2含量的影响

3.5 水蒸气含量的影响

3.6 同时脱硫脱硝的影响

3.7 SO2浓度对脱硝的影响

3.8 本章小结

第4章 NaHCO3调质机理研究

4.1 钙基吸收剂的表面形貌分析

4.2 钙基吸收剂的孔隙结构分析

4.3 钙基吸收剂的X射线衍射分析

4.4 钙基吸收剂的光电子能谱分析

4.5 调质机理分析

4.6 本章小结

结论

参考文献

攻读学位期间承担的科研任务与主要成果

致谢