【摘要】：冶煉煙氣產(chǎn)生的二氧化硫是目前造成大氣污染的主要來源之一,冶煉行業(yè)中的煉鋼、煉銅行業(yè)現(xiàn)階段主要采用富氧燃燒,氧氣與硫礦石中的硫反應(yīng)生成二氧化硫,大氣中的二氧化硫易形成酸雨、酸霧等災(zāi)害,危害農(nóng)田、土壤。因此,二氧化硫污染問題已經(jīng)成為我國環(huán)境治理方面亟待解決的問題。本課題把化學(xué)鏈燃燒技術(shù)與脫硫方法相結(jié)合,以硫化鈣為脫硫劑,在石英固定床反應(yīng)器中將模擬冶煉煙氣中的二氧化硫氣體還原,從而得到硫單質(zhì),實(shí)現(xiàn)冶煉煙氣脫硫。固體產(chǎn)物硫酸鈣與還原性氣體H2反應(yīng)可實(shí)現(xiàn)CaS脫硫劑的再生,實(shí)現(xiàn)脫硫劑循環(huán)脫硫,主要研究內(nèi)容和研究結(jié)論如下：(1)在石英制固定床中考察了CaS脫硫劑脫除模擬冶煉煙氣中的SO2過程的最佳工藝條件。結(jié)果表明：當(dāng)S02濃度為3.45%,反應(yīng)溫度為500℃,反應(yīng)空速為250h-1,顆粒粒徑為62-90 u m時(shí),S02脫除率在前30分鐘可達(dá)99.5%,反應(yīng)100分鐘后降至91%。反應(yīng)中主要生成S2蒸汽,冷卻后硫單質(zhì)最終形態(tài)為斜方硫(α-S8)。(2)采用未反應(yīng)收縮核模型描述CaS與S02反應(yīng)過程,進(jìn)行了動(dòng)力學(xué)研究,得到脫硫反應(yīng)的活化能Ea=8.55kJ· mol-1。(3)用密度泛函數(shù)理論,在B3LYP/6-311G++(d,p)水平上,利用Gaussian 09軟件優(yōu)化反應(yīng)物的穩(wěn)定構(gòu)型,通過計(jì)算得到了中間體、過渡態(tài)、產(chǎn)物的穩(wěn)定構(gòu)型和對(duì)應(yīng)結(jié)構(gòu)的能量值。理論計(jì)算結(jié)果表明,固體CaS與S02氣體反應(yīng)時(shí),先絡(luò)合生成具有鏈狀的中間體的IM1,隨后經(jīng)過S原子與O原子成鍵,生成過渡態(tài)TS。TS經(jīng)過分子重排和能量重新排布生成中間體IM2、IM3、IM4,最后生成產(chǎn)物CaSO4和硫單質(zhì)。且由中間體IM4到產(chǎn)物P1的過程能壘最大,是反應(yīng)的速率控制步驟。
【圖文】：

２N１實(shí)驗(yàn)裝置逡逑脫硫劑脫硫活性的評(píng)價(jià)是在恒溫固定床反應(yīng)器中進(jìn)行的，實(shí)驗(yàn)裝置流程圖如圖逡逑２－１所示。該裝置由氣體鋼瓶、轉(zhuǎn)子流量計(jì)、固定床反應(yīng)器、管式電阻爐、溫控儀、逡逑冷卻系統(tǒng)、氣相色譜儀等儀器組成。逡逑

邐己０邐１００逡逑ｐｏｒｅ邋ｄｉａｍｅｔｅｒ，ｎｍ逡逑圖２－１１不同循壞次數(shù)下脫硫劑孔容及禮徑分布圖逡逑Ｆｉｇ－２－ｌ邋１邋Ｐｏｒｅ邋ｖｏｌｕｍｅ邋ａｎｄ邋ｐｏｒｅ邋ｒａｄｉｕｓ邋ｏｆ邋ｄｅｓｕｌｆｕｒｉｚｃｒａｔ邋ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ邋ｎｕｍｂｅｒｓ邋ｏｆ邋ｃｙｃｌｅｓ逡逑匿２－１１是不同循環(huán)次數(shù)下脫硫劑化容及孔徑分布，，隨著循環(huán)次數(shù)的增加，脫硫逡逑劑的孔容在２？１００邋ｎｍ內(nèi)的分布逐漸減小，峰值隨循環(huán)次數(shù)的增加明顯向更大孔徑方逡逑向移動(dòng)。其中，中孔主要提供氣體擴(kuò)散通道和脫硫反應(yīng)場所。隨著循環(huán)次數(shù)的增加，逡逑脫硫劑中孔和孔容積均呈下降趨勢，不利于Ｓ0２氣體的擴(kuò)散及脫硫反應(yīng)的進(jìn)行。因逡逑此，隨著循環(huán)次數(shù)的X椉櫻蚜蚵氏陸�。辶x希玻罰餐蚜蚣亮６確治鰣義稀�？—邋倽}澹螅楨義峽阱澹危媯玨危玻睿溴澹簦椋恚邋義

本文編號(hào)：2675861