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《浙江大学》 2002年
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炉内高温燃烧两段脱硫的机理研究

程军  
【摘要】: 针对目前炉内煤高温燃烧过程中脱硫率低的国际性难题,本文通过大量理论分析、机理研究和工业性试验对其反应机理进行了深入系统的研究。 本文首先对煤粉、混煤和水煤浆燃烧时的硫污染物释放规律进行了研究,并着重利用X射线衍射多晶Rietveld定量分析法、氮自动吸附仪和SEM扫描电镜深入研究了电站1000t/h煤粉炉自身固硫特性的微观反应机理,首次严格定量地测定了锅炉煤灰渣中CaCO_3、CaO、Ca(OH)_2和CaSO_4等晶相及非晶相的组成含量。并发现不同物相在煤灰渣中的富集分布特征及随锅炉负荷的变化规律。 其次在失重分析的基础上,本文着重从分析化学的角度对固硫添加剂及煤种的煅烧及烧结特性进行了XRD晶相组成分析、压汞仪孔隙结构分析及SEM表面形态分析,深入探讨了温度、时间及气氛变化对其煅烧及烧结特性的影响规律。 然后从化学热动力学及催化化学的角度,本文对众多矿物和工业废渣的高温固硫及催化燃烧特性进行了深入系统的研究,其中着重将SrSO_4、BaSO_4、硅铝酸盐和硫铝酸盐作为高温稳定固硫产物进行研究,系统研究了富含碱金属和过渡金属成分的矿物废渣的催化钙基固硫特性,并利用XRD晶相分析和SEM表面形态分析阐明了本文开发的新型高温固硫剂的反应机理。利用单颗炉和热天平分别在恒温和逐渐升温条件下研究了多种矿物废渣催化煤燃烧的动力学特性,利用正交试验法研究了富含不同金属氧化物成分的矿物废渣的协同催化燃烧效果,并利用SEM表面形态分析阐明了本文开发的新型助燃剂的反应机理, 经过大量工业性试验和示范工程应用研究,本文创造性地提出炉内两段脱硫技术方案,在层燃炉上采用煤层掺混和空间喷粉相结合的两段脱硫技术,使炉内燃烧脱硫效果取得突破性进展,炉内脱硫率由普遍得到的40%以下提高到75%以上,水膜除尘器尾部增湿后整体脱硫率高达85%左右,经国家级鉴定认为该技术达到国际先进水平。该技术高效廉价,环保和节能并举并重,具有显著的经济社会效益和广阔的应用推广前景。在数值模拟方面,本文提出两阶段颗粒膨胀模型,研究了SO_2初始浓度、钙硫比、石灰石粒径等各种参数变化对炉内喷钙脱硫效果的影响规律。 最后本文针对煤粉炉内氧化还原气氛的分布特点,提出分级配风两段喷钙同时脱硫脱硝的技术方案,利用W型火焰煤粉热态试验炉,测定了大型煤粉炉内SO_2/H_2S等各种烟气成分浓度沿烟气流程的动态变化规律。并首次对该技术的低污染燃烧效果进行了试验验证,发现采用燃烧器分级配风燃烧技术,将添加剂以Ca/S=2与一次风煤粉单混的脱硫率可达10-20%,脱硝率可达30%左右。而采用混喷两段技术时(Ca/S=3),炉内燃烧脱硫率可大幅度提高到75%左右,炉内脱硝率可达50%左右。
【学位授予单位】:浙江大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2002
【分类号】:X701.3

【引证文献】
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10 马灿仕;赵文英;;DCL型燃煤固硫剂固硫技术在广州石化热电站的应用[A];二氧化硫污染治理技术汇编——2001年全国烟气脱硫成套技术工程应用实例分析及学术研讨会论文集[C];2001年
中国重要报纸全文数据库 前7条
1 李凌翌;固硫剂“按需”添加 把污染降到最小[N];成都日报;2006年
2 朱光俊 梁中渝;燃煤固硫剂及添加剂的研究进展[N];中国冶金报;2009年
3 李禾;燃煤污染控制:固氟固硫顾百姓[N];科技日报;2005年
4 记者 辜迅;成都全面推广民用固硫型煤[N];中国环境报;2006年
5 记者 李凌翌裴睿;电厂门一关 又见龙泉山[N];成都日报;2007年
6 本报记者 董立龙 董广顺;邢台千余干部分包污染企业[N];河北日报;2014年
7 ;燃煤二氧化硫排放污染防治技术政策[N];科技日报;2001年
中国博士学位论文全文数据库 前8条
1 王智;流化床燃煤固硫渣特性及其建材资源化研究[D];重庆大学;2002年
2 杨天华;煤燃烧脱硫过程中高温物相固硫基础研究[D];浙江大学;2004年
3 范红宇;不同气氛下高温固硫产物硫酸钙和硫化钙相互转化机理研究[D];浙江大学;2004年
4 韦迎春;蒸压养护对燃煤固硫灰渣水化与制品体积稳定性的影响[D];重庆大学;2014年
5 黄海珍;煤与生物质混合动力学特性及成型燃料固硫特性研究[D];吉林大学;2007年
6 刘豪;燃煤固硫及灰渣利用过程中多相反应机理研究[D];华中科技大学;2006年
7 程军;炉内高温燃烧两段脱硫的机理研究[D];浙江大学;2002年
8 宋远明;流化床燃煤固硫灰渣水化研究[D];重庆大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王丽;钙铝基固硫剂燃煤固硫作用与机理[D];中国地质大学(北京);2009年
2 楚凯锋;粉煤灰改质固硫剂的实验研究[D];湖南大学;2005年
3 杨小玲;天然含助剂型固硫剂的实验研究[D];西安科技大学;2004年
4 李豫梅;煤粉燃烧中脱硫机理研究与固硫渣成分控制[D];武汉理工大学;2012年
5 朱文尚;循环流化床固硫灰特性及作水泥混合材应用的研究[D];中国建筑材料科学研究总院;2011年
6 张晓杰;燃煤添加剂助燃固硫的实验研究[D];华北电力大学(河北);2010年
7 曹钦;贝壳粉作为型煤固硫剂固硫的试验研究及机理分析[D];东华大学;2011年
8 闫晓前;工业废渣燃煤固硫试验研究[D];西北大学;2011年
9 徐祥斌;皮江法炼镁冶炼渣用作燃煤固硫剂的试验研究[D];江西理工大学;2011年
10 孟祥科;型煤燃烧固硫机理的研究[D];华北电力(北京)大学;2002年
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