O2CO2气氛下木醋调质石灰石直接硫化反应动力学研究.pdf

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1、第4O卷第12期燃料化学学报Vol_40NO．122012年12月JournalofFuelChemistryandTechnologyDec．2012———文章编号：0253—2409(2012)12—1505-07O2／CO2气氛下木醋调质石灰石直接硫化反应动力学研究刘洪涛，韩奎华，路春美(山东大学能源与动力工程学院，山东济南250061)摘要：采用热分析法研究了O／CO：气氛下石灰石及木醋调质石灰石的直接硫化反应过程。结果表明，在实验温度10231173K，经木醋废液调质的石灰石直接硫化钙转化率显著提高。在1l7

2、3K时，木醋调质石灰石直接硫化反应50min后钙转化率可达89．55％。木醋调质石灰石的主要成分为水合醋酸钙，调质使石灰石的结构更为疏松，有利于硫化反应的进行。采用缩核模型对反应过程进行了表征，得到石灰石及木醋调质石灰石直接硫化反应速率常数k和扩散系数D。的Arrhenius表达式。动力学计算结果表明，相比于石灰石，扩散对木醋调质石灰石直接硫化反应过程的影响较小，说明木醋调质石灰石直接硫化反应性能显著提升的原因为硫化反应扩散阻力的减小。关键词：O／CO：；木醋液；调质；石灰石；直接硫化；动力学；缩核模型中图分类号：X5

3、11文献标识码：ADirectsulfationkineticsoflimestonemodifiedbywoodvinegarunder02／CO2atmosphereLIUHong—tao，HANKui—hua，LUChun—mei(SchoolofEnergyandPowerEngineering，ShandongUniversity，an250061，China)Abstract：Thedirectsulfationreactionoflimestonemodifledbywoodvinegar，akindof

4、wasteliquid，wasinvestigatedbythermogravimeticanalysismethodunderO2／CO2atmosphere．Theresultsshowthatthedirectsulfationperformanceoflimestonecanbeeffectivelyimprovedbywoodvinegarmodifyingintheexperimentaltemperaturerange(1023～1173K)．Thephasecompositionanalysismeas

5、uredbyXRDshowsthatthemajorcompositioninthemodifiedlimestoneishydrationcalciumacetate．Thestructureoflimestonemodifiedismuchlooserthanthatoforiginallimestone，whichisconducivetothedirectsulfationreaction．Thedirectsulfationrateconstant(k)andproduct—layerdiffusivity(

6、D。ff)inArrheniusexpressionswerecalculatedaccordingtOtheshrinkingunreactedcoremode1．Thekineticcalculationresultsshowthatthediffusionimpactoflimestonemodifiedbywoodvinegaronthedirectsulfationprocessislessthanthatoforiginallimestone，whichmeansthatthelimestonemodifi

7、edbywoodvinegarhasalowerdiffusionresistance．Keywords：02／CO2；woodvinegar；modify；limestone；directsulfation；kinetic；shrinkingunreactedcoremodel在众多燃煤CO减排技术中，O／CO燃烧技文献表明J，CaCO-SO2直接硫化反应比CaO-术在控制CO以及SO、NO等污染物方面均表现SO，间接硫化反应所得钙转化率高，但仍有较大的出较强的技术优势¨-5]。O／CO燃烧方式下，由提升空间。目前，

8、针对提高石灰石钙利用率方面的于烟气再循环的富集作用以及烟气体积的减小，炉研究已有很多，但主要是在常规空气燃烧气氛下展内SO，浓度通常是常规燃烧中炉内SO浓度的3～开的，围绕0／CO气氛下提高石灰石直接硫化性4倍，甚至更高~8_。高浓度的s0：有利于采用炉能的报道并不多见，仅是采用NaCO以及醋酸调内喷钙脱硫技术进行脱硫，同时也能有