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第31卷第4期燃料化学学报Vol131No14

2003年8月JOURNALOFFUELCHEMISTRYANDTECHNOLOGYAug12003

文章编号:025322409(2003)0420381204
钙基固硫剂的制备及其固硫效果

贾瑜,张同翔,钱剑青,任有中
(浙江大学热能工程研究所,浙江杭州310027)

关键词:制备;固硫剂;大气污染
中图分类号:X511文献标识码:A

传统的钙基固硫剂虽然价格低廉,但普遍存在使用化学溶液调质CaCO3后,可使固硫剂在调质过程
着钙利用率低,固硫率不高的缺点,尤其是在高温条中发生膨胀,孔径分布发生变化,从而提高固硫效果。
件下,固硫效果更差。固硫剂是固硫技术中的关键,
1实验
随着燃烧技术及表面科学的发展,发现传统钙基固
111煤样及添加剂的性能煤样选用含硫量
硫剂固硫效果差的主要原因是在燃烧过程中固硫剂
1134%的工业混煤,其工业分析的结果列于表1。
的活性很低,造成这种情况的主要原因是[1]由于在
表1煤样的工业分析
高温下,有机硫的析出速度大大快于CaCO3的分解
Table1Proximateanalysisofcoal
速率,使得含硫气体未能及时与固硫剂反应就已逸
出同时高温下和要发生分解此外Proximateanalysisw/%
;CaSO4CaSO3;,-1
MarAarVarFCarQnet,ar/kJ·kg
还会出现固硫剂高温烧结和多孔结构堵塞,致使颗
12192312241938192228911
粒的比表面积急剧下降;而且在实际反应中,由于含
试验的固体添加剂均为化学纯的粉末粒度在
硫气体首先与固硫剂表面反应形成CaSO4/CaSO3致,
密层,使固硫剂表面被覆盖,造成空洞堵塞,从而影011mm以下。化学溶液除脂肪族酸浓度70%,乙醇
响了固硫剂中心与含硫气体的反应。而通过在钙基浓度50%以外,NaCl、KOH、(NH4)2SO4均为2%。
固硫剂中添加金属化合物以及用化学溶液调质制备112实验装置及方法燃烧固硫实验装置由ZCS2I
成复合固硫剂,则可以有效的提高传统钙基固硫剂智能定硫仪、分析天平及相关设备组成。ZCS21智
的活性和固硫率。能定硫仪是由主机,空气处理输送箱,管式电炉,电
金属化合物对固硫效果的影响,已经有不少的解池,搅拌器五部分组成,在0℃～1350℃温度范围
[2～4]内炉温控制在±℃。智能定硫仪利用库仑滴定法
研究成果,在纯CaCO3中添加Fe2O3可以在固5
硫反应中起促进作用,降低反应活化能,使反应更加测定试样中的全硫含量。
试验首先选取了单一金属化合物作为添加剂试
容易进行,而且Fe2O3的加入,可以使CaSO4的分解
验然后把多种化合物按不同的配比同时添加最后
温度有一定的提高,加快CaSO3的氧化反应。此外;;
[3]把金属化合物和化学溶液混合添加进行复合调质,来
添加Al2O3也可以抑制固硫产物的高温分解,同时
测定不同添加剂对固硫率的影响。为方便对比,实验
可以形成具有高热稳定性的CaSO4、CaO和Al2O3的
中统一选择钙硫比为115,并以CaCO3为钙基物质。
复盐,且此产物可以覆盖或包裹CaSO4晶体的表面,
为了研究改善固硫剂固硫效果的原因,我们选取三种
抑制CaSO4的分解。而Na2CO3的加入可以使
经复合调质后的固硫剂,将它们在1100℃下煅烧,对
CaO/CaSO4晶格重排,形成有利于固硫的孔分布和
煅烧产物进行压汞试验。使用压汞仪。
孔径尺寸。而对于不同金属化合物进行混合添PoreMaster260
[5]可以测量200μm～010035μm的孔直径范围。
加,也会对固硫反应起一定的催化作用。
固硫率定义如下:
同样,化学溶液的添加也会对固硫率有影响。研
[6,7]S2St
究表明,较好的孔隙结构对固硫反应有好影响,而固硫率η=×100%
S

收稿日期:2002207208;修回日期:2003202218
联系作者:任有中,E-mail:ene-ren@zju1edu1cn
作者简介:贾瑜(1975-),男,山西太原人,硕士研究生,工程热物理专业。E2mail:jwnest@1631net
283燃料化学学报31卷

式中:S为所用煤样的全硫含量,St为试样在管式高温特性最好。
电炉燃烧后由智能定硫仪测出的含硫量。213添加化学溶液进行复合调质的影响选取了
5种不同的试剂和CaCO进行调质,图3给出经过
2结果与讨论3
不同方法调质后的固硫剂的脱硫效果对比。
211单一添加剂的试验单一添加不同金属化合

物与纯CaCO3脱硫效果的比较如图1。

图3化学溶液调质后的固硫效果
Figure3Testresultsforreformedabsorbentswithchemicalso