基本信息
- 项目名称：
- 添加剂对燃煤固硫效率影响的研究分析
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 能源化工
- 大类：
- 自然科学类学术论文
- 简介：
- 本项目以工矿业固体废弃物电石渣为主固硫剂，同时以三氧化二铁、氧化镁、碳酸钠、二氧化锰等四种物质为添加剂，探究单一添加剂以及添加剂复配后的混合添加剂对电石渣固硫效率的影响，寻找出固硫效率高、成本较低的添加剂种类及其复配比例，为研制出固硫效率更高，实用性更强的固硫剂及其添加剂产品做出有益的探究。
- 详细介绍：
- 随着我国经济的高速发展，资源的消耗日益增加，而化石燃料作为主要的能源在燃烧过程中产生大量的污染物，由于我国的能源结构以煤炭为主，煤炭燃烧使得大量的二氧化硫排入大气中，对大气环境形成严重的污染，同时二氧化硫也是形成酸雨的主要污染物之一。为实现对二氧化硫排放的有效控制，减轻二氧化硫排放对环境的污染，应在燃煤过程中应用有效地二氧化硫控制技术。世界各国目前开发研究、使用的二氧化硫控制技术多达200多种。这些技术归纳起来可分为三大类：（1）燃烧前脱硫，如选煤等；（2）燃烧中脱（固）硫，如工业型煤固硫、动力煤配加固硫剂固硫、炉内喷钙、循环流化床锅炉燃烧等；（3）燃烧后脱硫，即烟气脱硫（FGD）。目前，燃煤固硫技术开发的重点为固硫剂及其助剂的研制开发以及对煤种的适应性。 本实验煤样选用硫含量为1.94%烟煤，以电石渣作为主固硫剂，并选用三氧化二铁、氧化镁、碳酸钠、二氧化锰作为固硫添加剂，研究每种添加剂对燃煤固硫效率的影响程度，并对每种单一添加剂影响因素进行分析，实验结果表明加入添加剂后固硫率均达到52%以上，对高温阶段硫化物二次反应起到一定的抑制作用从而使固硫率大大提高。进一步通过对四种添加剂的复配实验探究，实验结果表明与单一添加剂相比，使用按特定比例复配的添加剂使得固硫效率有进一步的提高，同时也使得使用成本大大降低。 选用电石渣作为固硫技术中的主固硫剂，在实现废物资源化的同时解决了废弃电石渣对环境造成污染的问题，具有节能环保的特点，符合低碳经济与可持续发展的要求，同时由于电石渣廉价易得，以电石渣为主固硫剂适合于工业应用，具有较高的实用价值和现实意义。通过研究添加剂对以电石渣为主固硫剂的固硫效率的影响，寻找出最佳的添加剂复配比例，为研制出固硫效率更高，实用性更强的固硫剂及其添加剂产品做出有益的探究。
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作品专业信息
撰写目的和基本思路
- 本实验的目的在于通过研究添加剂对以电石渣为主固硫剂的固硫效率的影响，寻找最佳的添加剂复配比例，提高主固硫剂的固硫效率，将废物资源化，同时起到节能环保的作用。本文的基本思路是首先通过正交试验以及正交试验验证试验确定最优方案，然后通过对添加剂的复配实验及燃烧特性试验进一步分析、验证正交试验所确定的最优方案的准确性，最终确定出所探究的四种添加剂的最优复配方案以及其固硫效率。
科学性、先进性及独特之处
- 本实验的科学性在于在前人大量的科学实验结论的基础上，探究不同的添加剂配比对钙基固硫剂的固硫效率的影响，以期寻找到成本较低廉而固硫效率更高的添加剂配比。本实验独特之处在于以工矿业废渣电石渣为主固硫剂，同时探究最佳的添加剂种类及其复配，符合燃煤固硫技术研制开发的研究重点。
应用价值和现实意义
- 选用电石渣作为固硫技术中的主固硫剂，在实现废物资源化的同时解决了废弃电石渣对环境造成污染的问题，具有节能环保的特点，符合低碳经济与可持续发展的要求，同时由于电石渣廉价易得，以电石渣为主固硫剂适合于工业应用，具有较高的实用价值和现实意义。
学术论文摘要
- 本实验煤样选用含硫量为1.94%的烟煤，以电石渣为主固硫剂，选用三氧化二铁、氧化镁、碳酸钠、二氧化锰作为固硫剂添加剂，研究每种添加剂对燃煤固硫效率的影响程度，并对每种单一添加剂影响因素进行分析，实验结果表明加入添加剂后固硫率均达到52%以上，对高温阶段硫化物二次反应起到一定的抑制作用，从而使固硫效率大大提高。进一步通过对四种添加剂的复配实验探究，实验结果表明与单一添加剂相比，使用按特定比例复配的添加剂使得固硫效率有进一步的提高，同时也使得使用成本大大降低。
获奖情况
- 无
鉴定结果
- 无
参考文献
- 1.杨海波，武增华，邱新平.CaO固硫反应机理研究对新进展[J].燃料化学学报，2003,31 （1）：92-96. 2.袁中山，吴迪镛，王树东.采用一体化燃煤添加剂的燃烧中固硫作用研究[J].燃料化学学报，2002,30 （1）：36-40. 3.杨江青，何青松，邓燕平.高温固硫添加剂对选择研究[J].洁净燃煤技术，2000,4（6）：13-16.
同类课题研究水平概述
- 世界各国目前开发研究、使用的二氧化硫控制技术多达200多种。这些技术归纳起来可分为三大类：（1）燃烧前脱硫，如选煤等；（2）燃烧中脱（固）硫，如工业型煤固硫、动力煤配加固硫剂固硫、炉内喷钙、循环流化床锅炉燃烧等；（3）燃烧后脱硫，即烟气脱硫（FGD）、目前国外控制 二氧化硫排放的最有效手段仍是烟气脱硫技术。 国内自“六五”以来，在炉内固硫技术的研究与开发上做了大量的工作，但多数处于实验室研究阶段。所采取的技术途径主要有两条，一是以助燃为目的的助燃剂，在助燃同时起到一定的固硫作用，其实际的固硫率一般为15%~25%（包括煤自身的固硫率）；二是以钙系氧化物为主的固硫剂或复合固硫剂，实际固硫率也只有25%~30%。目前，燃煤固硫技术开发的重点为固硫剂及其助剂的研制开发以及对煤种的适应性。 目前国内外以固硫剂及其助剂的研制开发为重点的燃煤固硫技术的研究成果主要有Mark等在固硫剂中加入碳酸钠，制成了助剂固硫剂，极大地改善了脱硫效率，Stouffer等在用碳酸钠、氯化钠、 氯化钙、氯化铁作为助剂进行相似的研究中，也发现了类似的结果：加入2%wt碳酸钠后，石灰石固硫效果最好。 Ralph .T. Rang等在实验中选用三氧化二铁作固硫助剂，结果表明，三氧化二铁对硫酸钙的再分解起着阻止作用，即对固硫是有利的。针对硫酸钙的分解，三氧化二铁的加入量有一最佳值，多于或少于这一数值，对煤中硫分以硫酸钙的形式固定下来是不利的。
