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钙基吸收剂水分赋存形态表征及对脱硫特性的影响研究

作　者: 贾利峰
导　师: 杜谦；高继慧
学　校: 哈尔滨工业大学
专　业: 热能工程
关键词: 烟气脱硫 钙基吸收剂 水分赋存形态 电阻特性 产物层扩散
分类号: X701.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要


半干法烟气脱硫工艺因其节水、副产品处理简便而一直受到研究者的重视,但其仍然存在吸收剂利用率不高、工艺水份额高等问题。前期研究表明,烟气脱硫过程中水分赋存形态及其参与方式是关键环节,深入研究水分赋存形态对脱硫特性的影响是提高吸收剂利用率和脱硫效率、开发节水型脱硫技术的重要基础。本文搭建了内置电极式固定床反应器,通过建立水分赋存形态与吸收剂导电特性的关系,得到了吸收剂（Ca（OH）2）水分赋存形态的表征方法。发现:当固相含湿量≤5%时,水分在吸收剂（Ca（OH）2）中优先以吸附水形态存在;当5%≤固相含湿量≤25%时,水分以吸附水和毛细管水形态存在;当固相含湿量≥25%时,吸收剂中才出现以重力水形态存在的水分;研究了蒸发强度、蒸发量、增湿凝结、降温凝结对水分赋存形态及脱硫特性的影响。含湿吸收剂的脱硫特性实验发现:50℃和70℃反应条件下,吸收剂电阻特性和脱硫效率曲线均存在交叉点,分析认为:在固硫反应过程中,吸收剂表面可能存在最佳液膜厚度;烟气冷凝的脱硫特性研究表明:烟气湿度为40%时,开始出现液态水凝结,极大提高了脱硫效率。烟气湿度由60%增加到80%时,湿度的增加对吸收效率的增加影响变小。采用吸收剂压片研究了钙基乏吸收剂产物层的扩散机制,考察了相对湿度、反应温度等反应条件对乏吸收剂产物层扩散的影响。认为:Ca（OH）2脱硫反应产物层内的扩散过程是外扩散模式,是Ca2+通过晶界和离子扩散至产物层外表面与已吸附的SO2发生反应。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-9
第1章 绪论  9-18
  1.1 课题背景  9-10
  1.2 我国对燃煤SO_2 排放的控制政策和技术  10-13
    1.2.1 我国燃煤SO_2 排放的控制政策  10-11
    1.2.2 SO_2 排放控制技术  11-13
  1.3 国内外研究现状  13-17
    1.3.1 粉体电阻研究现状  13-14
    1.3.2 脱硫过程中水分赋存形态变化研究现状  14-17
  1.4 课题研究目的及内容  17-18
第2章 实验系统及实验方法介绍  18-26
  2.1 实验台介绍  18-21
    2.1.1 配气系统  18-19
    2.1.2 增湿及保温系统  19
    2.1.3 固定床反应器  19-20
    2.1.4 测量系统  20-21
  2.2 分析测试设备原理  21-22
    2.2.1 扫描电子显微镜原理  21-22
    2.2.2 FTIR测量原理  22
  2.3 吸收剂制备及配气方法  22-25
    2.3.1 吸收剂制备  23
    2.3.2 配气计算方法  23-25
  2.4 本章小结  25-26
第3章 钙基吸收剂水分赋存形态对脱硫特性的影响  26-40
  3.1 引言  26-27
  3.2 实验材料及方法  27
  3.3 钙基吸收剂水分赋存形态的表征方法  27-34
    3.3.1 乏吸收剂典型组分的电阻特性  27-28
    3.3.2 水分赋存形态对吸收剂电阻影响机制分析  28-29
    3.3.3 蒸发过程对吸收剂电阻特性的影响  29-31
    3.3.4 冷凝过程对吸收剂电阻特性的影响  31-34
  3.4 水分赋存形态对钙基吸收剂脱硫特性的影响  34-38
    3.4.1 蒸发强度的影响  34-35
    3.4.2 蒸发量的影响  35-36
    3.4.3 烟气增湿凝结的影响  36-38
    3.4.4 降温凝结的影响  38
  3.5 本章小结  38-40
第4章 钙基吸收剂产物层扩散特性研究  40-52
  4.1 引言  40-41
  4.2 钙基吸收剂产物层扩散机制的实验研究  41-46
    4.2.1 实验材料及方法  41
    4.2.2 Ca(OH)_2 固硫反应惰性标记模型  41-42
    4.2.3 实验结果与分析  42-46
  4.3 钙基乏吸收剂产物层扩散特性的实验研究  46-50
    4.3.1 实验材料及方法  46-47
    4.3.2 实验结果与分析  47-50
  4.4 本章小结  50-52
结论  52-53
参考文献  53-57
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果  57-59
致谢  59

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中图分类: > 环境科学、安全科学 > 废物处理与综合利用 > 一般性问题 > 废气的处理与利用 > 脱硫与固硫
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