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基本信息

項(xiàng)目名稱：
廢渣混合固硫劑固硫效果研究
小類：
能源化工
簡(jiǎn)介：
我國(guó)是一個(gè)富媒，貧油少氣的國(guó)家，煤炭作為我國(guó)的主要能源。隨著社會(huì)的發(fā)展和科技的不斷進(jìn)步，對(duì)于燃燒產(chǎn)生的污染氣體越來越受到重視。煤炭燃燒主要產(chǎn)生的二氧化硫和氮氧化物等有毒氣體，不僅污染大氣，更對(duì)人體造成危害。 本實(shí)驗(yàn)利用貝殼粉，電石渣和一些助劑與煤粉按一定比例混合，可以使有害氣體的排放明顯減少。
詳細(xì)介紹：
我國(guó)是一個(gè)富媒，貧油少氣的國(guó)家，煤炭作為我國(guó)的主要能源。隨著社會(huì)的發(fā)展和科技的不斷進(jìn)步，對(duì)于燃燒產(chǎn)生的污染氣體越來越受到重視。煤炭燃燒主要產(chǎn)生的二氧化硫和氮氧化物等有毒氣體，不僅污染大氣，更對(duì)人體造成危害。 本實(shí)驗(yàn)利用貝殼粉，電石渣和一些助劑與煤粉按一定比例混合，可以使有害氣體的排放明顯減少。主要內(nèi)容： 1.研究貝殼粉和電石渣復(fù)配作為主固硫劑對(duì)固硫率的影響。 2.研究助劑種類和含量對(duì)固硫率的影響。 3.掌握測(cè)定煤渣中硫含量的方法。 4.了解掃描電鏡（SEM）的使用方法，并用SEM觀察貝殼粉和電石渣的微觀結(jié)構(gòu)。

作品圖片

  • 廢渣混合固硫劑固硫效果研究
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作品專業(yè)信息

撰寫目的和基本思路

我國(guó)是一個(gè)富煤、貧油、少氣的國(guó)家，煤炭成為主要一次能源。大約85%的煤炭用于燃燒，其燃燒后主要產(chǎn)物二氧化硫?qū)ι钌a(chǎn)造成嚴(yán)重危害。故發(fā)展煤炭高效潔凈燃燒是一項(xiàng)具有現(xiàn)實(shí)意義的工程。對(duì)煤樣進(jìn)行燃燒，選用貝殼粉與電石渣作主固硫劑，進(jìn)行復(fù)配實(shí)驗(yàn)，確定最佳復(fù)配比。再選用三種添加劑作為固硫助劑，進(jìn)行正交試驗(yàn)，研究三種助劑對(duì)固硫率的影響并確定最佳的助劑配方。通過全硫測(cè)定儀和SEM表征實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

科學(xué)性、先進(jìn)性及獨(dú)特之處

本論文是建立在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，按照鈣基固硫機(jī)理，進(jìn)行一系列的實(shí)驗(yàn)，最終客觀的得出實(shí)驗(yàn)結(jié)果。實(shí)驗(yàn)中將貝殼粉和電石渣復(fù)配作為主固硫劑，并添加一定量的助劑進(jìn)行固硫?qū)嶒?yàn)，通過實(shí)驗(yàn)我們獲得比較高的固硫率，不僅打破了以貝殼粉或電石渣單獨(dú)作為主固硫劑的常規(guī)，還合理充分地利用了廢棄資源。本實(shí)驗(yàn)選擇貝殼粉作為主固硫劑，加電石渣與貝殼粉制成混合固硫劑；實(shí)驗(yàn)通過測(cè)定煤渣中硫含量來計(jì)算固硫率；添加助劑提高固硫劑的固硫率

應(yīng)用價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義

燃煤固硫技術(shù)是一項(xiàng)適合我國(guó)國(guó)情的二氧化硫減排技術(shù)，自“六五”以來，我國(guó)在固硫技術(shù)的研究與開發(fā)上相繼開展了大量的工作。本作品中將貝殼粉和工業(yè)廢料電石渣復(fù)配作為主固硫劑，不僅充分合理的利用了廢棄資源而且還保護(hù)了自然環(huán)境，由此而大大降低了污染治理的費(fèi)用。

學(xué)術(shù)論文摘要

實(shí)驗(yàn)在1000oC下對(duì)山西煤樣進(jìn)行了燃燒實(shí)驗(yàn)，選用貝殼粉與電石渣作為主固硫劑，在相同鈣硫比2.0下，進(jìn)行復(fù)配實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)貝殼粉與電石渣在1000oC條件下復(fù)配，固硫效果在復(fù)配比5/5時(shí)最佳，最大固硫率達(dá)到74.3%。在鈣硫比為2.0，貝殼粉與電石渣復(fù)配比為5/5時(shí)，分別加入固硫助劑二氧化硅、氧化鎂和碳酸鈉，進(jìn)行三組分兩因素正交試驗(yàn)，研究三種助劑對(duì)固硫率的影響并確定最佳的助劑配方。正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在本次實(shí)驗(yàn)添加的三種助劑對(duì)固硫率影響大小為B>C>A，即鎂>鈉>硅。最佳助劑配方為二氧化硅 1%、氧化鎂 2%、碳酸鈉 3%，最大固硫率達(dá)到77.49%。

獲獎(jiǎng)情況

本文的寫作背景為作者參加2010年第二屆北京高等學(xué)校大學(xué)生化學(xué)實(shí)驗(yàn)競(jìng)賽的衍生作品，曾在此次比賽中獲得北京市三等獎(jiǎng)（獲獎(jiǎng)證書時(shí)間為2010年12月）。

鑒定結(jié)果

本作品為自然科學(xué)類學(xué)術(shù)論文 能源化工

參考文獻(xiàn)

本作品參考文獻(xiàn)： [1] 周靜,武利軍,柴一言,諶倫建,于遵宏.型煤固硫效果影響因素的研究[J].潔凈煤技術(shù),2007,7(2):28-30 [2] 程世慶，趙建立，李官鵬，馮玉賓.貝殼粉和石灰石的微觀結(jié)構(gòu)及其脫硫性能[J].燃燒科學(xué)與技術(shù)，2005，11（1）：24-28 [3] 路春美，王永征，趙建立，潘新元.貝殼和石灰石固硫特性的試驗(yàn)研究 [J]. 燃燒科學(xué)與技術(shù)，2002，8（3）：275-279 [4] 譚志誠(chéng).熱重法研究煤燃燒添加劑的催化助燃效果及作用機(jī)理.催化學(xué)報(bào),1999,20(3): 263-266 [5] 徐東耀.燃煤固硫添加劑的研究:[中國(guó)科學(xué)院博士論文].北京:中國(guó)科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心,2000,9

同類課題研究水平概述

根據(jù)美國(guó)環(huán)保局（EPA）的統(tǒng)計(jì)，世界各國(guó)開發(fā)研究的二氧化硫脫除控制技術(shù)可達(dá)100多種。這些技術(shù)可分為三大類：燃燒前脫硫，燃燒中脫（固）硫，燃燒后脫硫。從技術(shù)的適用性、經(jīng)濟(jì)性及社會(huì)認(rèn)同三方面來衡量脫硫技術(shù)，各種脫硫技術(shù)各有所長(zhǎng)。但是綜合分析，燃燒中脫硫技術(shù)具有固硫劑直接加入、脫硫系統(tǒng)簡(jiǎn)單、初投資和運(yùn)用費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)，是一種適合我國(guó)污染治理的經(jīng)濟(jì)可行方法。 近年來國(guó)內(nèi)外對(duì)于燃燒中脫硫技術(shù)的固硫劑及其助劑的研制開發(fā)做了大量的研究。 鈣系固硫劑:鈣基固硫劑能明顯降低燃煤燃燒過程中的二氧化硫的排放量，碳酸鈣能分解成氧化鈣，能與煤中硫反應(yīng)，固硫反應(yīng)和煤大部分硫析出的溫度區(qū)間吻合，并且劉妮等人通過對(duì)鈣基固硫劑高溫固硫反應(yīng)特性的TGA試驗(yàn)研究，也提出了人工配制的復(fù)合鈣基固硫劑及新型的天然固硫劑-貝殼粉具有較好的高溫固硫性能。所以高溫固硫效果很好。 從動(dòng)力學(xué)研究來看，郭峰，武增華等人通過對(duì)復(fù)合鈣硅固硫劑的固硫反應(yīng)動(dòng)力學(xué)研究，提出了Ca-Si系列復(fù)合固硫劑對(duì)固硫反應(yīng)的影響,表現(xiàn)為在反應(yīng)初期,其反應(yīng)速率較純碳酸鈣的低,而到反應(yīng)后期,其反應(yīng)速率顯著增加,固硫反應(yīng)溫度越高,這種影響越明顯。進(jìn)一步驗(yàn)證了鈣系固硫劑具有較好的固硫作用。 生物質(zhì)固硫劑:昆明理工大學(xué)的何方等人對(duì)生物質(zhì)復(fù)合型煤的固硫特性進(jìn)行了研究發(fā)現(xiàn)：生物質(zhì)復(fù)合型煤的固硫性能比普通型煤高得多，并且BBC的固硫率隨生物質(zhì)添加量的增加而加大。生物質(zhì)的加入降低了燃煤硫含量，并且燃燒形成的微孔結(jié)構(gòu)增大了二氧化硫與固硫劑接觸的機(jī)會(huì)提高了固硫率。 其他工業(yè)廢料:程軍、周俊虎等人在爐溫1200℃下，在燃煤中同時(shí)添加電石渣和鋁土粉時(shí)發(fā)現(xiàn)，具有相當(dāng)高的固硫率。 此外，李寧，劉維屏等人對(duì)新型鋇基高溫燃燒固硫劑進(jìn)行了研究，提出了鋇基固硫劑在煤高溫燃燒中的固硫效果明顯高于鈣基固硫劑，具有較好的應(yīng)用前景。 對(duì)于助劑，周俊虎等人考察了許多堿金屬化合物對(duì)鈣基化合物固硫的影響，發(fā)現(xiàn)許多堿金屬化合物都能作為助劑提高固硫率，其中碳酸鉀，碳酸鈉和氯化鈉效果最佳。中科院生態(tài)研究中心張良全等研究發(fā)現(xiàn)，在鈣基化合物中添加鐵、硅等添加劑，會(huì)大大提高高溫下硫酸鈣的穩(wěn)定作用，提高鈣基化合物的固硫率。路春美的研究結(jié)果表明，某些廢棄物如工業(yè)廢渣、煤渣、石膏、高錳酸鉀廢渣及高錳酸鉀等多種物質(zhì)作為添加劑都能提高固硫率。
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