手机知网 App
24小时专家级知识服务
打 开
手机知网|搜索

中温脱硫过程联合脱除痕量硒、砷的实验研究

李玉忠

   本文对中温干法烟气脱硫过程联合脱除有毒痕量元素硒、砷的问题进行了研究。采用热重分析仪(TGA)为主要手段,对CaO吸收烟气中硒、砷的机理,脱硫产物层、SO_2和CO_2对CaO吸收痕量硒、砷的影响,以及相关的反应动力学等方面进行了实验研究。通过对实验数据进行分析,预测了中温干法烟气脱硫过程可能同时达到的脱硒、脱砷效果。 利用FTIR、XRD等手段对CaO吸收烟气中痕量SeO_2和痕量As_2O_3的机理进行了研究:CaO吸收硒的产物为CaSeO_3,在300~700℃反应速率随温度升高稍有增大,在700~800℃反应速率随温度升高而降低;CaO吸收砷的产物为Ca3(AsO4)2,在400~1000℃反应速率随温度升高而增大。 实验表明脱硫产物层作为单独的因素不影响CaO吸收痕量硒、砷的能力,本文用Ca2+和O_2-向外扩散的产物层传质机理对这一结论进行了解释。 关于SO_2对CaO吸收痕量硒、砷的影响,实验表明在硫酸盐反应的动力学控制阶段,SO_2的存在不影响CaO吸收痕量硒、砷的能力;在产物层扩散控制阶段,由于产物层传质阻力和SO_2竞争的共同作用,CaO吸收痕量硒的能力下降,但同情况下CaO吸收痕量砷的能力不受影响,原因可能来自CaO吸收砷的反应速率快和脱硫产物CaSO4可以吸附As_2O_3两方面。 关于CO_2对CaO吸收痕量硒、砷的影响,实验表明在700~760℃,浓度为15%的CO_2使CaO吸收痕量硒的能力降低12~35%;在600~1000℃,CO_2不影响CaO吸收痕量砷的能力。研究发现在700℃,当有CO_2共存且CaO已被覆盖上CaCO_3产物层时,SO_2、SeO_2和As_2O_3都可通过将已被CaO吸收的CO_2置换出来进而代替它的位置与CaO结合的途径被吸收。 以实验结论和反应动力学研究为基础,基于单个空间网格建立了中温烟气脱硫过程脱硫、脱硒、脱砷的脱除效率模型。经分析预测在700~800℃范围,可以利用CaO作为吸收剂,在循环流化床反应器内对SO_2、痕量SeO_2和痕量As_2O_3进行联合脱除,脱硒效率可能随温度的升高而逐渐降低,而在700~850℃范围可以实现高效联合脱硫、脱砷。……   
[关键词]:联合脱除;痕量元素;中温脱硫;脱硒;脱砷
[文献类型]:博士论文
[文献出处]:清华大学2006年