循環(huán)流化床鍋爐（circulating fluidized bed,CFB）爐內(nèi)石灰石脫硫過程存在脫硫效率不夠高、鈣利用率較低等問題,且硫化反應(yīng)機理至今仍遠缺乏了解。代表性問題如:傳統(tǒng)研究中認為石灰石在爐內(nèi)先煅燒后硫化,但同時煅燒硫化才更符合石灰石脫硫的真實反應(yīng)過程,對此有必要開展深入研究。本文采用自主設(shè)計的恒溫熱重實驗系統(tǒng),詳細研究了同時煅燒硫化與先煅燒后硫化兩種反應(yīng)模式間的差異,探究了石灰石同時煅燒硫化反應(yīng)的特性和機理,建立了同時煅燒硫化反應(yīng)模型,為提高爐內(nèi)石灰石脫硫效率提供進一步的理論依據(jù)。主要內(nèi)容及成果如下:（1）探明了同時煅燒硫化和先煅燒后硫化兩種反應(yīng)模式間的差異。在兩種反應(yīng)模式中,石灰石顆粒質(zhì)量均先下降后上升且存在質(zhì)量最低點,但同時煅燒硫化反應(yīng)中的顆粒質(zhì)量最低點高于先煅燒后硫化反應(yīng)。在先煅燒后硫化反應(yīng)模式中,質(zhì)量最低點為煅燒反應(yīng)的結(jié)束點和硫化反應(yīng)的起始點;但在同時煅燒硫化反應(yīng)模式下,質(zhì)量最低點處煅燒反應(yīng)和硫化反應(yīng)同時進行,而且由煅燒反應(yīng)導(dǎo)致的質(zhì)量下降速率與由硫化反應(yīng)導(dǎo)致質(zhì)量上升速率相等。同時煅燒硫化反應(yīng)模式下的顆粒質(zhì)量始終高于先煅燒后硫化模式,前者反應(yīng)90min的硫化轉(zhuǎn)化率... 

【文章來源】：華北電力大學(xué)(北京)北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：128 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題背景
    1.2 CFB內(nèi)石灰石脫硫過程特征
    1.3 石灰石煅燒反應(yīng)研究現(xiàn)狀
        1.3.1 煅燒反應(yīng)動力學(xué)
        1.3.2 CaO孔隙結(jié)構(gòu)和燒結(jié)
    1.4 CaO硫化反應(yīng)研究現(xiàn)狀
        1.4.1 硫化反應(yīng)動力學(xué)
        1.4.2 硫化反應(yīng)機理
    1.5 石灰石同時煅燒硫化反應(yīng)
    1.6 本文研究內(nèi)容及意義
        1.6.1 研究內(nèi)容
        1.6.2 研究意義
第2章 實驗裝置及方法
    2.1 實驗樣品
    2.2 實驗系統(tǒng)及過程
        2.2.1 恒溫熱重實驗系統(tǒng)及特點
        2.2.2 實驗誤差分析與重復(fù)性
        2.2.3 消除氣體外擴散阻力
    2.3 數(shù)據(jù)處理方法
第3章 石灰石同時煅燒硫化反應(yīng)特性
    3.1 引言
    3.2 反應(yīng)模式對比
    3.3 石灰石同時煅燒硫化反應(yīng)動力學(xué)特性
2濃度的影響">        3.3.1 SO₂濃度的影響
        3.3.2 反應(yīng)溫度的影響
        3.3.3 石灰石粒徑的影響
2O的影響">        3.3.4 H₂O的影響
    3.4 本章小結(jié)
第4章 石灰石同時煅燒硫化反應(yīng)機理研究
    4.1 引言
2對石灰石煅燒過程的影響機理">    4.2 SO₂對石灰石煅燒過程的影響機理
2對煅燒過程中石灰石孔結(jié)構(gòu)的影響">        4.2.1 SO₂對煅燒過程中石灰石孔結(jié)構(gòu)的影響
        4.2.2 煅燒過程中的堵塞孔容積
2對煅燒反應(yīng)有效因子的影響">        4.2.3 SO₂對煅燒反應(yīng)有效因子的影響
2對石灰石煅燒的協(xié)同作用機理">    4.3 溫度和SO₂對石灰石煅燒的協(xié)同作用機理
2O對石灰石煅燒的影響機理">    4.4 H₂O對石灰石煅燒的影響機理
2O和SO₂對煅燒CaO孔結(jié)構(gòu)的協(xié)同作用">    4.5 H₂O和SO₂對煅燒CaO孔結(jié)構(gòu)的協(xié)同作用
2O和SO₂對石灰石煅燒的協(xié)同作用機理">    4.6 H₂O和SO₂對石灰石煅燒的協(xié)同作用機理
    4.7 本章小結(jié)
第5章 富氧燃燒中石灰石同時煅燒硫化反應(yīng)與機理
    5.1 引言
2濃度對同時煅燒硫化反應(yīng)的影響及機理">    5.2 富氧燃燒中SO₂濃度對同時煅燒硫化反應(yīng)的影響及機理
    5.3 富氧燃燒中溫度對同時煅燒硫化反應(yīng)的影響及機理
2O對同時煅燒硫化反應(yīng)的影響及機理">    5.4 富氧燃燒中H₂O對同時煅燒硫化反應(yīng)的影響及機理
    5.5 本章小結(jié)
第6章 石灰石同時煅燒硫化反應(yīng)模型
    6.1 引言
    6.2 隨機孔模型
        6.2.1 非重疊圓柱孔系的體積和面積關(guān)系
        6.2.2 重疊圓柱孔系的體積和面積關(guān)系
        6.2.3 孔表面積與固體轉(zhuǎn)化率的關(guān)系
    6.3 石灰石煅燒反應(yīng)隨機孔模型
    6.4 石灰石同時煅燒硫化反應(yīng)隨機孔模型
        6.4.1 同時煅燒硫化反應(yīng)中的硫化反應(yīng)模型
        6.4.2 同時煅燒硫化反應(yīng)中的煅燒反應(yīng)模型
        6.4.3 顆�？變�(nèi)擴散傳質(zhì)過程
    6.5 模型求解
    6.6 模型準確性檢驗
        6.6.1 空氣燃燒氣氛下模型檢驗
        6.6.2 富氧燃燒氣氛下模型檢驗
    6.7 本章小結(jié)
第7章 基于模型的同時煅燒硫化反應(yīng)過程分析
    7.1 引言
2對石灰石煅燒的影響機理分析">    7.2 SO₂對石灰石煅燒的影響機理分析
    7.3 石灰石硫化反應(yīng)過程分析
    7.4 溫度對硫化反應(yīng)的影響機理分析
    7.5 粒徑對硫化反應(yīng)的影響機理分析
    7.6 本章小結(jié)
第8章 總結(jié)與展望
    8.1 全文總結(jié)
    8.2 工作展望
參考文獻
攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果
攻讀博士學(xué)位期間參加的科研工作
致謝
作者簡介


【參考文獻】：
期刊論文
[1]循環(huán)流化床鍋爐組合脫硫系統(tǒng)運行策略研究[J]. 蔡毅,程樂鳴,許霖杰,王勤輝,方夢祥.  中國電機工程學(xué)報. 2017(01)
[2]我國煤矸石的綜合利用研究進展[J]. 彭富昌,王青松.  能源環(huán)境保護. 2016(01)
[3]循環(huán)流化床燃燒發(fā)展現(xiàn)狀及前景分析[J]. 岳光溪,呂俊復(fù),徐鵬,胡修奎,凌文,陳英,李建鋒.  中國電力. 2016(01)
[4]600MW超臨界循環(huán)流化床鍋爐關(guān)鍵問題研究[J]. 程樂鳴,許霖杰,夏云飛,王勤輝,駱仲泱,倪明江,岑可法,聶立,周棋,蘇虎.  中國電機工程學(xué)報. 2015(21)
[5]1000MW超臨界循環(huán)流化床鍋爐環(huán)形爐膛氣固流動特性數(shù)值模擬[J]. 許霖杰,程樂鳴,鄒陽軍,王勤輝,施正倫,方夢祥.  中國電機工程學(xué)報. 2015(10)
[6]富氧燃燒氣氛下石灰石煅燒/硫化特性及模型模擬[J]. 王春波,張斌,陳亮,郭泰成.  化工學(xué)報. 2015(04)
[7]首臺自主研發(fā)600MW超臨界CFB鍋爐啟動調(diào)試及試運行[J]. 鄭興勝,郭強,周棋.  東方電氣評論. 2014(01)
[8]石灰石分解特性及微觀結(jié)構(gòu)遷移規(guī)律研究[J]. 陳鴻偉,陳江濤,危日光,索新良.  熱能動力工程. 2013(01)
[9]顆粒尺度對鈣基固硫劑的固硫反應(yīng)影響規(guī)律[J]. 寇鵬,武增華,李亞棟,薛芳渝,陳昌和.  燃料化學(xué)學(xué)報. 2000(06)



本文編號：2948893