本科毕设：烟气特性计算与钙基吸收剂产物层粗糙化实验研究

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1、本科生学位论文烟气特性计算与钙基吸收剂产物层粗糙化实验研究FLUEGASCHARACTERISTICSCALCULATIONANDCALCIUM-BASEDABSORBENTPRODUCTLAYERROUGHNESSEXPERIMENTALSTUDY王林哈尔滨工业大学2013年7月哈尔滨工业大学本科毕业论文摘要煤炭等化石燃料在燃烧过程中会产生大量SO2、NOX等有害气体，给环境造成严重污染，并引发雾霾、酸雨等恶劣天气，给人民群众的生活健康带来消极影响。利用钙基吸收剂脱除烟气中的SO2是一条经济可行的技术路线，但在实际脱硫过程中，发现吸收剂表面会形成致密产物层，封闭孔隙，导致内部

2、吸收剂难以参与反应，从而使得钙基吸收剂利用率低下，这一缺点严重制约了干法/半干法脱硫工艺的推广应用，因此，如何改变产物CaSO4晶体的生长方式，从而避免形成均匀连续的覆盖层成为提高钙基脱硫剂利用率的关键。晶体学相关理论表明，晶粒的生长是原子扩散的结果，而晶体中的晶格缺陷对扩散起着快速通道的作用，但目前离子掺杂法增加晶体缺陷多聚焦于宏观脱硫效率的提高，对产物层形成的影响少有论及，且添加物质的种类经验性强，缺乏规律指导。因此，研究吸收剂制备过程中离子掺杂的种类及方式和晶体缺陷间的对应关系，及不同类型的晶格缺陷对产物层晶体生长和表面形貌的作用规律，对于提高钙基吸收剂的钙利用率具有十分

3、重要的意义。本文首先研究了煤炭成分与烟气组分特性之间的化学定量关系，建立起对燃煤污染物的基本认识，在此基础上，采用高温煅烧和热液水合的方法人为创造吸收剂的晶体缺陷，利用所制得的多份样品进行了固定床脱硫实验，获得了离子掺杂方式、种类对吸收剂中晶格缺陷的形成的影响规律，以及不同晶体缺陷对CaSO4晶体生长和产物层形貌的实际作用。结果表明：利用CaO的热液水合反应进行的离子掺杂效果优于高温煅烧法，制备出的Ca(OH)2吸收剂脱硫产物层形貌改善优于CaO吸收剂；Ca(OH)2单晶体吸收剂压片脱硫后由光滑平整的表面变为短纤维状层叠交织的样貌，产物层粗糙度增大；Ca(OH)2吸收剂掺杂3+

4、Fe之后，在脱硫过程中形貌改变明显，从块状晶体堆积变为丘陵状堆叠的形态，产物层粗糙度增大；离子掺杂对CaO吸收剂表面产物层形貌的影响较小，脱硫反应前后，吸收剂保持了小颗粒堆积的基本形态，孔隙呈现封闭趋势。关键词：钙基吸收剂；晶格缺陷；离子掺杂；产物层I哈尔滨工业大学本科毕业论文AbstractCoalandotherfossilfuelburninggiveofflargeamountofSO2、NOxandotherharmfulgasesinburningprocess,andleadtotheseriousenvironmentpollution.Besides，thes

5、epollutiongasmaycausesevereweathersuchashazeandacidrain，whichhaveanegativeeffectonourlifehealth.Fluegasdesulfurizationtechnologyusingcalcium-basedsorbentistheeconomicallyfeasiblemeasurestocontrolSO2.However，therearesomeproblemsinthepracticalfluegasdesulphurization:thesurfaceofsorbentsiseasil

6、ycoveredbythereactionproduct，whichleadtothelowuseratioofcalcium-basedsorbent.Thedisadvantagesofcalcium-basedsorbentseriouslyrestrictthepopularizationandapplicationofdryandhalf-drydesulfurization.Forthisreason,howtochangethegrowthpatternofCaSO4crystal，avoidingtheformationofcontinuousuniformpr

7、oductlayers，isthekeytoincreasetheuseratioofcalcium-basedsorbent.Thetheoryofcrystallographyshowsthatthegrowthofcrystallinegrainistheresultofatomicspread，andthecrystaldefectsplaytheroleoffastchannelinthespreadprocess.Mostoftheresearchsaboutiondopingf