同时煅烧硫化反应中石灰石微观孔结构演变特性

作     者：王子铭 陈亮 岳爽 王春波 WANG Ziming;CHEN Liang;YUE Shuang;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：2018年第69卷第5期

页      面：2149-2157,2337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)~~ 

主　　题：循环流化床 反应动力学 模型 煅烧 硫化 

摘      要：采用自制恒温热重实验装置,测试了石灰石同时煅烧硫化反应的煅烧动力学特性和颗粒孔结构演变特性,探讨了孔结构演变机理。当煅烧环境中存在SO2时,石灰石颗粒煅烧的同时发生硫化反应。煅烧环境中SO2的存在降低了石灰石煅烧速率。与纯煅烧相比,同时煅烧硫化反应的比表面积和比孔容增长均较慢,比表面积和比孔容分布曲线均较低,且在反应后期直径2~8 nm内小孔的比表面积和比孔容随时间降低。提出了描述石灰石同时煅烧硫化反应过程中微观孔结构演变的模型:石灰石颗粒的煅烧由颗粒的表面向内进行,在煅烧前期(0~75 s),少量CaSO_4在Ca O表面生成,小部分孔隙被CaSO_4堵塞,CaSO_4对煅烧速率和孔结构的影响较小;在煅烧中期(75~225 s),CaSO_4厚度和覆盖面积不断增加,堵塞孔体积增加,CO_2的扩散阻力增加,导致石灰石的煅烧速率下降;煅烧后期(225~300 s),由于CaSO_4的不断积累,孔隙堵塞加剧,且堵塞主要发生在小孔上。对煅烧过程堵塞孔体积的计算表明,在煅烧前期和中期孔堵塞现象已经发生,在反应后期孔堵塞体积快速增加。