型煤中钙基固硫剂的高温固硫特征.pdf

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1、第卷第期煤炭科学技术年月型煤中钙基固硫剂的高温固硫特征何立新，张先，刘敬（中国矿业大学（北京）化工与环境工程学院，北京）摘要：通过正交试验，在高温下，研究了用电石渣、消石灰和石灰石作固硫剂的型煤的燃烧固硫性能。结果表明，不同钙基固硫剂之间的固硫效果存在显著差异，固硫剂种类和摩尔比是影响型煤燃烧固硫效率的主要因素，床层高度对燃烧固硫有重要影响，鼓风量对固硫效率也有一定影响，其中石灰石的高温固硫性能最好。关键词：型煤；钙基固硫剂；燃烧固硫；正交试验中图分类号：文献标识码：文章编号：（），，（，，，）型煤燃烧过程中的固硫是控制大气二氧化硫污实验煤样为洛阳北冶贫煤，破碎后过染的方法之一

2、，钙基固硫剂因价廉易得而被广泛应筛，其煤质分析结果：水分（）为，灰［］用。但因为工业锅炉运行温度比较高，当煤的燃分（）为，挥发分（）为，烧温度高于时，钙基固硫剂的活性降低，固固定碳（）为，硫（，）为硫产物硫酸钙开始分解，导致型煤固硫效率降，氧化钙（）为。［］低。纯硫酸钙在温度超过时才开始迅速实验装置及仪器分解，但是在煤灰存在或者在还原气氛中，这个温实验所用装置为型煤燃烧试验台（图），燃［］度提前到左右，而工业炉窑中型煤燃烧烧实验台炉膛直径为。煤和煤灰的全硫含的温度常在以上，有时高达。所量用自动测硫仪（徐州分析仪器厂）测定，以，研究各种固硫剂在较高燃烧温度下的固硫能力固硫剂的比表

3、面积用比表面测定仪（北京有重要的实际意义。分析仪器厂）测定。实验部分实验材料实验固硫剂采用北京东平房乙炔气站电石渣、北京海淀区温泉灰厂的消石灰和石灰石。电石渣和消石灰为细粉状，石灰石为块状，石灰石破碎后过筛。固硫剂的主要成分见表。图型煤燃烧试验台示意—风机；—调压变压器；—数字控温仪；—空气流量计；表固硫剂主要成分—调节阀；—保温层；—热电偶；—炉篦；—排渣口；固硫剂—炉丝；—炉膛；—红外分析仪；—奥氏分析仪；电石渣—化学测硫装置消石灰实验方法石灰石（）煤样先按摩尔比添加一定量的各种第卷第期煤炭科学技术年月固硫剂，分别加工成规格为从表中可以看出，各因素极差均大于误差值枕形型煤，

4、在试验台进行层燃燃烧，燃烧后称（），说明各因素对实验结果均有影响，灰渣重量，并测定灰渣中全硫含量，计算固硫率。不同因素影响程度的大小顺序为：固硫剂品种误差（）固硫剂煅烧实验在自动测硫仪的管摩尔比误差床层高度误差鼓风式炉中进行，瓷舟每次装入固硫剂量为，量误差。从列可知，种固硫控制空气流量为，煅烧时间为。剂中固硫效率以石灰石为最佳，电石渣次之，再次是消石灰。方差分析结果见表。结果与讨论为了着重考察高温下型煤的燃烧固硫特性，正表方差分析结果交试验在下进行，选用正交表（因素偏差平方和自由度均方差显著性），考察以下因素：①固硫剂品种（），选用非常显著个水平（电石渣，消石灰，石灰石，电石渣

5、非常显著）；②摩尔比（），考虑到煤样本身灰分含量高，固硫剂石灰石中有效钙含量低，加入量多显著对型煤燃烧影响较大，故摩尔比选用个水拟水平误差平（为水平，为水平）；③鼓风量空列误差（），选用个水平（为水平，总和为水平）；④空列（）作误差列，（，），（，）观察误差情况，设个水平；⑤床层高度（），（，），（，）选用个水平（为水平，为水平）；工业废弃物电石渣另安排了一个拟水平，作从表的方差分析结果可知，固硫剂品种对型重点考察。固硫率的极差法分析结果见表。煤固硫效率的影响最为显著，摩尔比影响比较显著，床层高度的影响显著，鼓风量也有一定的表正交试验结果及其极差分析影响，这与极差分析结果一致。

6、试验号固硫率表固硫型煤在不同温度下的固硫率（比为）实验温度不同固硫剂的固硫率石灰石电石渣消石灰固硫剂种类的影响从动力学来看，型煤固硫主要发生下面的硫酸盐化反应［］：————一～————这是一个气固非均相反应，固硫反应是在固硫剂表面上进行的，固硫剂的固硫能力与其比表面成［］正比，而相同温度下不同固硫剂的比表面积相————［］————差有时高达倍以上。因此，固硫剂比表面的极差大小和性质是影响固硫效率极为重要的因素。在的高温下，固硫剂种类对固硫率影响最大，注：为固硫率水平之和，；为固硫率水平平均值，。其中以石灰石的固硫效果最佳，这是由（）第卷第期煤炭科学技术年月在左右脱水形成多孔的。

7、但随着温度进加固硫反应的氧气量增加，有利于固硫。从动力学［］一步升高和时间的延长，表面会因烧结而失看，固硫的气固两相反应活化能为，［］活，比表面积下降，而在以上才发在高温下燃烧固硫反应速度很快，而气相扩散速度生分解反应，因为的溢出，使及其产物跟不上，反应过程为扩散控制，鼓风量达到一定量［］孔隙率增加，延缓了的表面烧结。后，增大反应气体的内扩散（气体向固硫剂内表从表可以看出，在下电石渣和消石面的扩散）速度影响不大，因而鼓风量对固硫率灰的固硫效果比石灰石好，而在时石灰石的影响不如摩尔比的影响显著