【正文】
ch one main ponent is respectively K2C03,Si02, A1203were researched.The results shows that when K2C03 mixed respectively謝th NaCl、 Fe203 by molar ration 0.2,Si02 mixed謝m Fe203 by molar ration 1.0,mixed with K2C03 by molarration1 0.0,A1203 mixed with NaCl by molar ration 5.0,mixed謝tIl ZnO by molarration1.0,the sulfurretentionefficiency is relative high over 50%.,Based onthe experimentand related results above,this paper do research on three position additive considering the different effect of different additive in order to reservethe problem that the desynchronization between sulfide and oxide and low utility—efficiency of CaO.Through the experiment of three different pound additive K2C03一Fe203一Si02,Si02K2C03NaCI,ZnOA120aNaCI,we found that three—position addictive call promote the sulfurretention efficiency to the value over 65%.In order to further validate the promoteeffect of three—position additive to the sulfurretention reaction,we do the experiment tothe three different coals added with three posite additives in the muffle at different higher temperature.硼1e experimental result shows that the promote effect of K2C03Fe203Si02, Si02一K2C03NaCl,ZnOA1203NaCl three—position additive to coalparticles at high1temperature is farflung applicable.111e cinder of coal、析tll additive werecharacterized by XRD partly and the mechanism of promotion to the sulfurretention reaction of additive are discussed.Key words:sulfur dioxide;coal bustion sulfurretention;sulfurretention sorbent; sulfurretention additive;hi曲temperature.V. 東北大學(xué)碩士學(xué)位論文 目 錄‘0 錄 獨(dú)創(chuàng)性聲明 ..I摘要 ..IIABSTRACT ..IV第l章 緒論 1 1.1課題提出的背景 1 1.1.1我國(guó)能源利用情況概述 。1 1.1.2我國(guó)S02排放及酸雨污染概況 21.1.3 S02污染及酸雨造成的危害 31.2 S02污染控制技術(shù)研究現(xiàn)狀 4 1.2.1燃燒前脫硫技術(shù) 4 1.2.2燃燒中脫(固)硫技術(shù) ..5 1.2.3燃燒后脫硫技術(shù) 5 1.2.4各種脫(固)硫技術(shù)比較及我國(guó)實(shí)際應(yīng)用情況分析 61.3固硫劑及添加劑促進(jìn)固硫作用機(jī)理的研究進(jìn)展 81.3.1常見固硫劑及其促進(jìn)固硫作用的機(jī)理 .... 81.3.2常見固硫添加劑的研究進(jìn)展 .101.4本課題研究目的及意義 ..1l1.5本課題的主要工作內(nèi)容 。12第2章實(shí)驗(yàn)方案原理及準(zhǔn)備工作 132.1實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案 1 32.2實(shí)驗(yàn)儀器、試劑及設(shè)備 132.2.1實(shí)驗(yàn)主要儀器及設(shè)備 ..132.2.2主要化學(xué)試劑及原料 .142.3實(shí)驗(yàn)采用的煤種及其基本成分分析 1 52.3.1煤中全硫量的測(cè)定.燃燒中和法 ..152.3.2煤種特性及元素分析 1 6第3章實(shí)驗(yàn)部分 1 83.1高溫條件下燃煤固硫工藝條件的確定 一183.1.1燃煤固硫過程中的主要影響因素 ~183.1.2主要因素對(duì)固硫效率影響的確定實(shí)驗(yàn) 19.VI. 東北大學(xué)碩士學(xué)位論文 目 錄3.2燃煤高溫固硫添加劑組分及含量的確定 203.3鈣基固硫添加劑的選擇和優(yōu)化 203.3.1 CaC03.Ca(OH)2復(fù)合固硫劑對(duì)原煤固硫的促進(jìn)作用 .20 3.3.2單組分添加劑固硫?qū)嶒?yàn) .20 3.3.3雙組分添加劑固硫?qū)嶒?yàn) ..: ..21 3.3.4三組分添加劑固硫?qū)嶒?yàn) 21 3.4實(shí)驗(yàn)室固硫?qū)嶒?yàn)具體操作步驟 21 3.5固硫率的測(cè)定方法 22 第4章結(jié)果與討論 ..23 4.1影響高溫固硫效率的主要因素 23 4.1.1不同Ca/S對(duì)燃煤固硫效率的影響 :23 4.1.2煤樣含硫量對(duì)燃煤固硫效率的影響 .24 4.1.3不同停留時(shí)間對(duì)燃煤固硫效率的影響 .25 4.1.4不同粒徑煤粉對(duì)燃煤固硫效率的影響 .25 4.2固硫添加劑的正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果 26 4.2.1不同種類固硫劑對(duì)燃煤固硫效率的影響 .28 4.2.2添加劑種類對(duì)添加劑固硫效果的影響 ..29 4.2.3添加劑加入量對(duì)添加劑固硫效果的影響 .30 4.3單組分固硫添加劑對(duì)固硫效率的影響 3 14.4雙組分固硫添加劑對(duì)固硫效率的影響 324.4.1一組分為KEC03的雙組分復(fù)合添加劑 324.4.2一組分為Si02的雙組分復(fù)合添加劑 394.4.3一組分為A1203的雙組分復(fù)合添加劑 ..454.5三組分固硫添加劑對(duì)固硫效率的影響 504.5.1 K2C03Fe203.Si02三組分復(fù)合添加劑 .504.5.2 Si02.KEC03NaCl三組分復(fù)合添加劑 ..5 14.5.3 ZnO.A1203NaCI三組分復(fù)合添加劑 .5 14.5.4三組分添加劑擴(kuò)展實(shí)驗(yàn)研究 .524.6煤渣物相分析 55第5章 高溫燃煤固硫技術(shù)效益分析與前景展望 575.1效益分析 57.VII. 東北大學(xué)碩士學(xué)位論文 第1章緒論第1章 緒論1.1課題提出的背景1.1.1我國(guó)能源利用情況概述能源是歷史進(jìn)步和社會(huì)發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ),它直接關(guān)系到國(guó)民經(jīng)濟(jì)的繁榮和人民生活水平的改善。我國(guó)能源總量大,品種豐富,但由于人口眾多,能源的人均供應(yīng)十分緊張。在各種能源資源中,最具有實(shí)際意義的是煤炭、石油與天然氣、水能和核能資源,其中我國(guó)以煤炭資源最為豐富。煤是地球上最豐富的化石燃料,目前約占世界能源消耗總量的28%111。我國(guó)是世界上最大的煤炭生產(chǎn)國(guó)和消費(fèi)國(guó),也是世界上少數(shù)幾個(gè)以煤為主要能源的國(guó)家之一:預(yù)測(cè)儲(chǔ)量達(dá)32106Mt,垂直深度1000m以內(nèi)已探明的儲(chǔ)量為77104Mt,原煤產(chǎn)量已突破llOOMt,占能源總產(chǎn)量的70%以上。我國(guó)每年用于直接燃燒的煤炭占總耗煤量的84%,其中農(nóng)村生產(chǎn)和生活耗煤占煤總產(chǎn)量的20%,城市居民燃煤占全年煤產(chǎn)量的25%t21。在我國(guó)的能源結(jié)構(gòu)體系中,煤炭平均消耗量約占整個(gè)二次能源消耗總量的75%,同時(shí)煤炭在我國(guó)城市的能源構(gòu)成中所占的比例也是相當(dāng)大的,部分城市超過了90%,遠(yuǎn)大于石油、天然氣和水電的消耗量【3】。而且長(zhǎng)期以來(lái),煤炭在我國(guó)能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中所占的比例一直都很高,資料表明:1959年是94.7%,1976年為最低點(diǎn) 69.9%,自上世紀(jì)90年代以來(lái),一直徘徊在75一76%之間。1995年能源生產(chǎn)總量12.8 億噸標(biāo)準(zhǔn)煤,消費(fèi)原煤9.67億t標(biāo)準(zhǔn)煤,占75%,遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于27.1%的世界平均水平,2000 年原煤需求量為15.5億t,到2020年需求量將為26億噸tf4】。就煤炭消費(fèi)而言,它不僅 是我國(guó)最重要的能源,而且是最重要的化工原料及最主要的民用燃料。當(dāng)前,煤炭為我國(guó) 提供了70%以上的發(fā)電燃料,60%的化工原料和80%的民用燃料,到2004年我國(guó)煤炭 總消耗量己達(dá)19億t【51。據(jù)估計(jì),在未來(lái)的3050年里,我國(guó)以煤炭為主的能源結(jié)構(gòu) 不會(huì)改變,據(jù)我國(guó)環(huán)境保護(hù)科長(zhǎng)期規(guī)劃,到2050年,它仍將占一次能源的6070%【6J。所 以,雖然近年來(lái)其它形式的能源發(fā)展比較迅速,但在較長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)我國(guó)以煤炭為主要能 源的格局將不會(huì)發(fā)生根本性的變化。 東北大學(xué)碩士學(xué)位論文 第1章緒論1.1.2我國(guó)S02排放及酸雨污染概況中國(guó)S02的排放量與煤炭消耗量有著密切的關(guān)系,S02排放量的90%來(lái)自于燃煤。隨著煤炭消費(fèi)的不斷增長(zhǎng),燃煤排放的二氧化硫量也不斷增加,致使我國(guó)酸雨和二氧化硫污染日趨嚴(yán)重。煤炭是一種低品位的化石能源,而在我國(guó)的能源結(jié)構(gòu)體系中,煤炭的使用量又占據(jù)著十分高的比例,同時(shí)我國(guó)又是高硫煤儲(chǔ)量較多的國(guó)家,煤炭中的灰分、硫 分含量都較高。大部分煤炭灰分在25%28%左右,硫分含量變化范圍也較大:從0.1%~ 10%不等,2006年全國(guó)商品煤的平均含硫量為1.25%f31。隨著燃煤量的增加,燃煤排放 的S02量也不斷增加,1995年中國(guó)的S02排放量達(dá)到2370萬(wàn)t,已超過歐洲和美國(guó), 居世界第一位[71,S02的大量排放導(dǎo)致中國(guó)城市空氣環(huán)境的污染十分嚴(yán)重。根據(jù)國(guó)家環(huán) 境保護(hù)局對(duì)全國(guó)2177個(gè)環(huán)境監(jiān)測(cè)站13年監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的分析表明,中國(guó)有62.3%的城市環(huán) 境空氣中的S02年平均濃度超過國(guó)家環(huán)境空氣質(zhì)量二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)[41。而環(huán)境空氣S02年平均 濃度二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)是保障人群在環(huán)境中長(zhǎng)期暴露不受危害的基本要求。S02的排放不僅直接影響人類的身體健康,而且在大氣中經(jīng)過催化氧化等一系列反應(yīng)過程后形成酸雨,對(duì)森林、湖泊、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、建筑及材料等造成極大的危害【8】。酸雨是跨界的污染問題,煤燃燒過程中排放出硫氧化物和氮氧化物:主要是S02和N02。隨著S02和N02在大氣中滯留時(shí)間的增長(zhǎng),這些氧化物與氧進(jìn)一