【摘要】：全球氣候變暖正日益威脅著人類的生存發(fā)展,燃煤電廠作為最大的人為CO2單點(diǎn)排放源,亟待開展與之相關(guān)的CO2減排技術(shù),富氧燃燒技術(shù)就是一個極具前景的選擇。而鍋爐設(shè)備的沾污結(jié)渣問題一直是困擾燃煤電廠的難題,因此在富氧燃燒技術(shù)應(yīng)用過程中,研究燃燒氣氛的改變對灰沉積的影響尤為重要。煤灰中的含鈣化合物一直被認(rèn)為是灰渣的重要組成部分。在典型的富氧燃燒煙氣中除了高濃度的CO2,還含有水蒸氣(H2O)、SO2等雜質(zhì)氣體,這些雜質(zhì)氣體會影響煤灰中鈣的碳酸鹽化和硫酸鹽化反應(yīng),導(dǎo)致灰渣硬度強(qiáng)度的改變,從而增加了清灰難度。因此,深刻理解這些反應(yīng)機(jī)制是開發(fā)相關(guān)技術(shù)以緩解富氧燃燒煤灰沉積問題的重要基礎(chǔ)。本文利用一種高鈣煤灰在模擬富氧燃燒條件下進(jìn)行實(shí)驗(yàn),研究了富氧燃燒煙氣組成變化對煤灰碳酸鹽化和硫酸鹽化反應(yīng)特性的影響規(guī)律。基于常壓熱重反應(yīng)器,采用一種高鈣煤灰開展實(shí)驗(yàn),通過對實(shí)驗(yàn)樣品進(jìn)行化學(xué)測試分析,準(zhǔn)確定量反應(yīng)產(chǎn)物中的碳酸鹽和硫酸鹽,研究了高CO2濃度下,不同H2O濃度和SO2濃度對樣品碳酸鹽化和硫酸鹽化反應(yīng)的影響規(guī)律,得到以下結(jié)果:(1)未加入SO2和H2O時(shí),在溫度為650℃,CO2濃度為80%的條件下(N2做平衡氣,下同),煤灰會發(fā)生強(qiáng)烈的碳酸鹽化反應(yīng),說明此種高鈣煤灰具有較大的碳酸鹽化潛力。(2)未加入SO2,添加不同濃度H2O時(shí),隨著水蒸氣濃度的增大,煤灰的碳酸鹽化程度升高,說明水蒸氣能促進(jìn)碳酸鹽化反應(yīng),主要原理是H2O的存在促進(jìn)了固相離子擴(kuò)散,進(jìn)而促進(jìn)了產(chǎn)物層擴(kuò)散階段的進(jìn)行。(3)加入SO2后,在高濃度CO2條件下,煤灰發(fā)生碳酸鹽化反應(yīng)的速率快于硫酸鹽化反應(yīng)速率,且硫酸鹽化反應(yīng)主要為直接硫酸鹽化。(4)加入SO2,添加不同濃度H2O時(shí),隨著水蒸氣濃度的增大,硫酸鹽化反應(yīng)增強(qiáng),H2O的存在仍然促進(jìn)固相離子擴(kuò)散。
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TQ536.4

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本文編號：2618876