三种脱硫剂的脱硫反应的热力学分析及机理研究

《三种脱硫剂的脱硫反应的热力学分析及机理研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、三种脱硫剂的脱硫反应的热力学分析及机理研究李秋荣白明华郑海武（燕山大学环境与化学工程学院，秦皇岛066004）摘要：运用化学热力学理论对钙基脱硫剂（CaO、Ca(OH)2）和CuO/γ-Al2O3的脱硫反应的吉布斯函数（ΔG），反应平衡常数，平衡时SO2的分压进行计算，从而得出脱硫反应ΔG–T的关系式，计算不同温度下的ΔG，进而分析反应发生的可能性。在实验室条件下，CaO有效反应温度800℃下进行干法脱硫，Ca(OH)2反应温度60℃湿法脱硫，CuO/γ-Al2O3400℃干法脱硫，分别在M/S(Ca/S或Cu/S摩尔比)为1.0、1.5、2.0

2、进行实验。结果表明:三种脱硫剂脱硫活性顺序为：Ca(OH)2>CuO/γ-Al2O3>CaO。这与热力学计算结果相一致，并且从反应机理出发，分析了脱硫活性差异的原因。关键词：脱硫剂；热力学；机理中图分类号：X701-3文献标识码：AThestudyondesulphurization’smechanismofthermodynamicsforthreekindsofdesulphurizationagentsLIQiurongBAIMinghua(CollegeofEnvironmentandChemistryEngineering,Yansha

3、nUniversity,Qinhuangdao,Hebei066004)Abstract：ThefunctionrelationshipbetweenΔG(Gibbsfreeenergyofformation)andTisdeducedbycalculatingΔG,Kp(equilibriumconstantinpressure)ofcalcium-baseddesulphurizationagents(CaO、Ca(OH)2)andCuO/γ-Al2O3desulphurizationreactionsandpartialpressureat

4、equilibriumstateofthemutilizingthetheoryofchemicalthermodynamics.FromcalculatingΔGatdifferenttemperature,thedenotationofΔGandthepossibilityofthedesulphurizationfunctionwillbeanalyzedfurther.Theexperimentsareconductedat800℃(forCaOindrydesulphurizationreaction),60℃(forCa(OH)2in

5、wetdesulphurizationreaction)and400℃(forCuO/γ-Al2O3indrydesulphurizationreaction),attheM/S(Ca/SorCu/Smolarratio)of1.0,1.5and2.0.TheresultsindicatethesequenceoftheSO2removalactivityisCa(OH)2>CuO/γ-Al2O3>CaO.Itisthesameastheresultsofcalculationbythemethodofthermodynamics.Fromthe

6、reactionmechanism,thereasonforthedifferencesofSO2beingremovedactivitywillbededuced.Keywordsdesulphurizationagents;thermodynamics;mechanism烟气脱硫技术研究最多的是钙法脱硫技术，钙法烟气脱硫主要包括湿法、干法和半干法三种工艺，以CaO为脱硫剂的干法脱硫技术主要有炉内喷射脱硫和烟道内喷射脱硫，该法工艺简单，但脱硫率低；湿法脱硫技术以其低钙硫比，高脱硫率，技术发展最成熟而得到最广泛的应用，该法是以Ca(OH)2作为S

7、O2吸收剂；半干法作为相对最新的脱硫技术因其低投资，较高的脱硫率而具有广阔的市场前景。而CuO/γ-Al2O3烟气脱硫工艺作为可再生干法脱硫技术的一种有湿法脱硫技术难以比拟的优势，目前得到广泛研究。本文从化学热力学角度来分析脱硫反应的反应趋势大小，计算反应达平衡时SO2的分压来比较三种脱硫剂的脱硫效率，并从反应机理来探讨脱硫剂活性差异的原因。1脱硫反应的热力学分析由于脱硫反应比较复杂，下面仅列出了三种脱硫剂脱硫反应的主要反应方程式如下：脱硫剂反应方程式序号CaOCaO+SO2→CaSO3CaO+SO2+1/2O2→CaSO4(1)(2)Ca(OH

8、)2Ca(OH)2+SO2+H2O→CaSO3·1/2H2O+1/2H2OCaSO3·1/2H2O+1/2O2+3/2H2O→CaSO4