流化床锅炉内石灰石同时煅烧/硫化反应中煅烧动力学特性

作     者：陈亮 王子铭 王春波 CHEN Liang;WANG Ziming;WANG Chunbo

作者机构：华北电力大学能源动力与机械工程学院河北保定071003 

出 版 物：《化工学报》 (CIESC Journal)

年 卷 期：2017年第68卷第12期

页      面：4615-4624页

核心收录：

学科分类：080703[工学-动力机械及工程] 08[工学] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 

基　　金：国家重点研发计划项目(2016YFB0600701) 中央高校基本科研业务费专项资金项目(2016XS105)~~ 

主　　题：煅烧 硫化 石灰石 反应动力学 循环流化床 扩散 

摘      要：采用恒温热重实验台研究了循环流化床内石灰石同时煅烧硫化反应中煅烧反应与硫化反应的相互作用。当煅烧环境中存在SO_2时,煅烧反应与硫化反应同时发生,并在颗粒中生成CaSO_4。与纯煅烧工况相比,在含有SO_2的气氛中煅烧石灰石时,颗粒的质量下降速率降低,而煅烧终质量升高。SO_2的存在能够降低石灰石的煅烧速率,而且在0~0.3%的范围内,SO_2浓度越高,煅烧越慢。对该现象提出以下机理:当煅烧过程中存在SO_2时,SO_2会与正在煅烧的石灰石颗粒的Ca O层发生硫化反应生成CaSO_4,所生成的CaSO_4会堵塞颗粒的孔隙,增加CO_2的扩散阻力,进而减慢煅烧反应速率。对煅烧产物孔结构的测试和计算表明在同时煅烧硫化中部分孔隙被堵塞、封闭,孔内CO_2有效扩散系数下降,证明所提出的机理能够合理解释SO_2对石灰石煅烧的减缓作用。随着粒径由0.4~0.45 mm减小到0.2~0.25 mm,无论反应环境是否存在SO_2,石灰石的煅烧速率均加快。温度对煅烧速率有明显的影响,850℃下SO_2对石灰石煅烧速率的减缓程度大于880℃,这可能是由于880℃下CaSO_4对颗粒孔隙的堵塞作用下降导致的。