煤炭等化石燃料燃烧过程中所排放的 CO2、SO2等气体被认为是形成温室效应和酸雨的主要原因。CFBB富氧燃烧技术采用纯氧与再循环烟气作为炉内燃烧气氛可使燃烧烟气中 CO2富集，从而易于CO2的捕集；而且还可以通过炉内添加石灰石使得炉内脱硫效率达到90％以上。当燃用石油焦或无烟煤时，CFBB富氧燃烧炉内运行温度需在900℃以上，此时炉内也会发生石灰石的煅烧及间接硫化反应。
对于石灰石间接硫化反应相关研究多采用逐步升温 TGA方法，这与实际恒温工况存在较大出入。本文利用自制恒温热重实验装置，模拟循环流化床富氧燃烧气氛，首先研究了煅烧阶段SO2对石灰石煅烧硫化特性的影响，同时对不同实验工况下石灰石同时煅烧/硫化特性进行了实验研究，并通过对煅烧/硫化产物孔结构以及硫化产物电导率的测量，探讨了硫化反应机理。结果表明：900、950℃，75%CO2时，石灰石煅烧缓慢，煅烧阶段SO2对其煅烧硫化特性具有较大影响，相比石灰石先煅烧成CaO再硫化，吸收剂孔隙更容易堵塞且更早进入到产物层扩散控制阶段，产物层扩散控制阶段固态离子扩散率更高，可获得更快的硫化速率和更高的最终钙转化率，而1000℃时，石灰石煅烧速率较快，煅烧阶段SO2的影响则较小；富氧气氛有利于高温下的硫化反应，但温度高于950℃时，CaO烧结会极大影响钙转化率；粒径效应显著，随石灰石颗粒粒径减小最终钙转化率明显提高；SO2浓度提高有助于最终钙利用率的提高；水蒸气的存在提高了石灰石的分解速率，且煅烧硫化产物孔结构特性得到改善，有利于最终钙转化率的提高。同时考虑石灰石煅烧、煅烧产物烧结及硫化三个过程，建立了晶粒-微晶粒模型，对不同温度、粒径、SO2浓度条件下石灰石同时煅烧/硫化特性进行了数学模拟，模拟结果与实验结果较为吻合。
- 作 者：
- 张斌
- 学科专业：
- 动力工程及工程热物理
- 授予学位：
- 硕士
- 学位授予单位：
- 华北电力大学
- 导师姓名：
- 王春波
- 学位年度：
- 2015
- 研究方向：
- 语 种：
- chi
- 基金项目：
