流化床煤燃烧中硫化物的控制.doc

HCN 水解是流化床燃烧过程中氮氧化物形成的一个重要步骤Ⅱ:石灰石的异相反应 S. Schafer a,1 ,*, B. Bonn b a Forschungsinstitut der Zementindustrie, , D-40410 Dü sseldorf, Germany b Soniusweg12 , 45259Essen, Germany 摘要: 煤的流化床燃烧过程中加入石灰石是一个成熟控制 SOx 的技术。氧化钙的存在会干扰燃料中 N 的转换, 会提高 NO 的排放, 同时大量减少 N 2O 的释放。实验室研究证明加入 Ca 化合物的加入会影响燃烧和 HCN 水解。实验表明中间产物 2存在会使燃料中的 N首先转化为 NH 3,最终被氧化为 NO 。在低质煤(比如褐煤)的裂解过程中, HCN 的催化水解不仅与氮氧化合物的形成有关还有益于 NH 3 的释放。因为在褐煤燃烬过程中钙含量的增加有利于其中 HCN 与水转化成 NH 3。关键词:流化床燃烧;氮氧化物;石灰石;水解; HCN 1. 引言本研究报告[1] 的的第一部分,详述了流化床燃烧过程中 HCN 转化为 NO 和 N 2O的均相反应过程。该文特别强调了水在转化细节中的重要作用,指出流化床燃烧的一大特点是反应气体与多种固体之间的强烈接触和气固之间的相互作用, 进而影响氮的化学反应。因此,本文将会解决 HCN 转化为氮氧化物的均相反应问题。但是,流化床燃烧过程中的有关 NO 反应特点已经被广泛研究[2,3] ,因此本文将会重点研究流化床原料的影响,特别是石灰石和它的转化产物。流化床煤燃烧过程中加入石灰石是一个完善的控制 SOx 的工艺,同时相关研究早已表明石灰石的加入能够影响氮氧化合物的形成[4-6] 。添加物氧化钙的存在会干扰燃料中 N 的转换,会提高 NO 的排放,同时大量减少 N 2O 的释放。产生这种现象的原因是石灰石的催化作用,但具体的催化机制还没有研究出来。 Leppalahti 和 Kurkela 指出,在一定的反应条件下, HCN 在 CaO 表面发生反应生成 2反应方程式如下: CaO + → 2+ CO +H 2⑴ 2+H 2O+2H 2→ CaO + 2NH 3+ 2CO ⑵从上面的方程式中我们可以推断出在有石灰石存在的 HCN 燃烧过程中, 2 是一个重要的中间产物为了探究石灰石在流化床 NO 化学反应中的作用,分别在有 Ca 化合物和无 Ca 化合物的条件下进行了 HCN 的燃烧和水解。此外,还在一定的燃烧条件下, 分别测试了反应⑴和⑵。 2. 实验本实验在 400-980 ℃( Ⅰ)下的石英固定床反应器(图 1)中发生。图1 固定床反应器装置包含三部分:气体计量部分,混合与反应部分和结果分析部分。石英管全长 435mm ,内直径 20mm ,由电加热炉加热。气体流速 500cm 3 /min ,加热速率 3K/min , 钙化合物样品重 (颗粒大小 -03mm )。气体组成为 HCN , NH 3 和H 2O,使用 FTIR 气相色谱仪分析结果。没有加入固体反应物的实验也已经被实验过,指只在管内加入石英纤维和石英砂,结果表明与真正意义上的全空管产量相同。 3. 结果 HCN 燃烧中 CaO ,