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煤燃烧后排放的SO2所造成的大气污染已经成为一个相当严重的问题,对燃煤固硫问题进行深入研究,控制SO2污染排放已势在必行。钙基吸收剂广泛应用于燃煤固硫技术,尤其是循环流化床脱硫,因而钙基吸收剂的评价和优化就显得日益重要。 研究钙基吸收剂的特性与其脱硫性能的关系:本文选取三种石灰石和两种贝壳作为固硫吸收剂,建立了一套干性条件下固硫吸收剂剂反应活性测定的小型流化床反应器试验台架,对五种吸收剂的固硫反应性能进行了研究。并利用扫描电镜(SEM)和压汞分析等微观手段研究了各种吸收剂在反应前后的表面形态及其孔结构特性,讨论各种吸收剂固硫反应特性的差别以及导致这些差别的物化因素。结果发现脱硫剂的反应活性是受多方面因素的影响,而且这些因素之间是相互关联,同时起作用的。 分析金属化合物添加剂对石灰石的促进效果和机理:本文选取七种金属化合物添加剂,在不同的添加率和反应温度下,研究了添加剂对石灰石固硫反应的促进效果,发现金属化合物对石灰石固硫均有不同程度的促进作用,提高率是添加剂种类、反应温度和添加率的相关函数。并利用扫描电镜、x射线分光衍射、压汞分析等方法研究金属化合物对石灰石的表面形态,晶格结构以及孔结构特性的影响,从而探讨了金属化合物对促进石灰石脱硫效果的促进机理。 建立石灰石脱硫模型:本文用Menger海绵模拟石灰石煅烧后CaO颗粒的多孔结构;结合压汞分析测得的吸收剂孔结构数据,计算其分形维数,用瑞利分布函数描述吸收剂的孔径分布;并应用bethe网格逾渗模型,模拟干性条件下SO2和多孔CaO颗粒反应;通过预测反应过程中SO2在多孔CaO颗粒径向的浓度分布和孔隙的变化,在已知石灰石孔隙结构参数条件下,理论上实现对石灰石的钙利用率的评测。