石灰石直接脱硫反应动力学参数的求解.pdf

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1、第39卷第2期华北电力大学学报Vo1．39，No．22012年3月JournalofNorthChinaElectricPowerUniversityMar．．2012石灰石直接脱硫反应动力学参数的求解王松岭，尚建宇，冯矗飞，张合明(华北电力大学能源动力与机械工程学院，河北保定071003)摘要：利用热重分析仪在四种不同的温度下进行了石灰石直接脱硫实验，得到了各温度下脱硫反应的钙转化率及反应速率，采用未反应收缩核模型，根据阿伦尼乌斯定律拟合计算了化学反应控制阶段的化学反应速率常数和产物层扩散控制

2、阶段的产物层扩散系数与温度的数量关系。结果表明：两个反应阶段活化能分别为85．751kJ／tool，141．529kJ／mol，直接脱硫反应从化学反应控制阶段向产物层控制阶段过渡时活化能逐渐增大，较低温度下，硫化反应完全由产物层扩散控制；温度较高时，硫化反应则由化学反应和产物层扩散二者共同控制，这是因为与产物层扩散控制相比，由化学反应控制时的活化能更低的缘故。关键词：石灰石；脱硫；缩核反应模数；扩散系数；产物层中图分类号：TKO19文献标识码：A文章编号：1007—2691(2012)02—00

3、84—04ThecalculationofkineticparametersfordirectdesulphurizationWANGSong—ling，SHANGJian-yu，FENGYao—fei，ZHANGHe—ming(SchoolofEnergyandPowerEngineering，NorthChinaElectricPowerUniversity，Baoding071003，China)Abstract：Thermalgravimetrieanalysiswasusedindir

4、ectdesulphurizationoflimestoneat4differenttemperaturestogetcalciumconversionandreactionrate，inaddition，unreactedshrinkingcoremodelwasadoptedasmathematicalmodelwhencalculatingtherelationshipbetweenrateconstantofchemicalreactionphase，diffusionalconstan

5、tofprod—uctlayerphase，andtemperaturewiththehelpofArrhenniusLaw．Theresultsshowedthattheactivationenergyoftwodifferentphasesare85．751KJ／tool，141．529KJ／molrespectively．Theactivationenergyofdesulfurizationwasin—creasingwhenreactiontransitedfromchemicalre

6、actionphasetoproductlayerphase．Product—layerdiffusionwasdomi—natedinlowertemperaturereaction，whilehighertemperaturereactionwascontrolledbychemicalreactionandproduct—layerdiffusionforthesakeoftheloweractivationenergyofchemicalreaction．Keywords：limesto

7、ne；desulphurjzation；shrinkingmodulus；diffusioncoeficient；productlayer效减少温室气体的排放，此外富氧燃烧还可以有0引言效减少二氧化硫等污染物的排放，是一项高效节能的燃烧方式。石灰石在该气氛下可与二氧二氧化硫是一种对环境危害很大的污染物，化硫直接发生反应，本文将在模拟富氧气氛下进其主要来源是金属冶炼工业和能源工业，尤其是行直接脱硫实验，并分析温度对脱硫反应的影响燃煤火力发电厂和工业锅炉’，如何有效地脱并计算了反应各个阶段的活化能。

8、除烟气中的二氧化硫成为当今社会的一大难题，传统的脱硫方式的钙利用率很低，脱硫效果并不1石灰石直接脱硫实验及原理理想。富氧燃烧是利用空气分离获得的纯氧和一部分锅炉排气构成的混合气代替空气做矿物燃料常规燃烧下，烟气中CO：浓度小于20％，煅燃烧时的氧化剂的一种燃烧方式，这种燃烧方式烧反应温度通常在700℃左右，但富氧燃烧下，可以使烟气中CO，的浓度高达85％以上，可以有烟气中CO浓度可达80％以上，高CO：浓度可延缓煅烧反应时间，此时石灰石会与二氧化硫发生直接硫化反应：收稿日期：2011—06—30