脫硫塔脫硫過程動力學的概要結(jié)論-潤泰

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脫硫過程動力學

在干式石灰石法脫硫的動力學研究工作中，由于該系統(tǒng)的復雜性，模擬試驗和工業(yè)性試驗都很難進行，但在動力學方面能給出一些概要的結(jié)論。根據(jù)EPA和TVA的研究，認為決定CaO吸收302的主要因素是與氣相中S02濃度有關的一級化學反應。當反應進行到一定程度后，內(nèi)部擴散起控制作用，但由于鍋爐內(nèi)反應時間有限，使初始的化學反應速率成為重要因素。當石灰石噴人鍋爐內(nèi)煅燒時，鍛燒產(chǎn)物的孔隙率是一個重要的變數(shù)?？紫堵矢?，能增大有利于化學反應的表面積。鍛燒反應在相界處發(fā)生，從顆粒表面進行到內(nèi)部。反應速率與石灰石的活化能、煅燒溫度，〇02分壓等因素有關。

由于各種石灰石的活化能有較大的差別，顯然鍛燒速率的變化也較大。實際上，鍋爐內(nèi)溫度很高，小的石灰石顆粒幾乎立即完成煅燒，即使有較高的活化能也是如此。問題不在于煅燒的速率，而是如何避免“燒僵”。燒僵是高溫下導致氣孔被破壞、氧化鈣再結(jié)晶所造成的。它閉塞孔隙，阻礙so2的滲透，對煙氣的脫硫凈化非常不利。

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在石灰工業(yè)中，通常采用較低的和均勻的溫度，并稍稍延長一些煅燒時間，便可避免燒僵。但在鍋爐內(nèi)則不可能，因為停留時間是固定的，而且很短。石灰石必須噴射到高溫區(qū)，使它在較短時間內(nèi)完成煅燒和吸收S02兩行為。產(chǎn)地不同的石灰石，抗燒僵的能力變化范圍很大。.但最易得到的是石灰石在中等溫度條件下生成的多孔產(chǎn)物，而在較高溫度下生成的多是密實的不易反應的石灰。因此噴射溫度的選擇十分重要。

碳酸鎂比碳酸鈣不易燒僵，因為MgO晶體在再結(jié)晶過程中生長很慢。當在各自的最適宜溫度下煅燒時，白云石通常比石灰石易得到多孔的煅燒物。但碳酸鎂的煅燒溫度比碳酸鈣的低，因此在鍋爐的高溫及停留時間較短的條件下煅燒白云石，要使其中的碳酸鎂不燒僵是有困難的。盡管如此，仍不能肯定地說白云石就比石灰石差。

各種石灰石煅燒產(chǎn)物的微孔孔徑和孔容積有很大的差別。石灰石煅燒產(chǎn)物的微孔容積大多是由孔徑0.2?17. 5Mm的微孔形成的。這對吸收302極為有利。石灰石中雜質(zhì)對煅燒的影響，一般認為，二氧化硅和氧化鋁是不利的，因為它們在高溫下形成鈣渣，會堵塞孔隙；鈉雖可增加孔隙率，但它會加速鍋爐的腐蝕。

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一般石灰石在煅燒過程中行為機理如下。

①在每個顆粒內(nèi)產(chǎn)生一種特有的孔隙結(jié)構，這主要取決于石灰石的類型和煅燒溫度。

②假定S02向顆粒表面的擴散速率是適當?shù)模⑶掖蠖鄶?shù)孔隙足以使S02自由穿移到顆粒

內(nèi)部，反應將在孔隙內(nèi)表面上很快地發(fā)生，在此期間，控制因素為化學反應速率。

③在初始反應之后，進一步的吸收作用以兩種方式進行：由于S02通過孔隙擴散到內(nèi)表面，擴散速率比反應速率慢；S02通過表面的CaS04層擴散到下面未反應的CaO表面（也可能是Ca2+擴散到表面來）。

這里質(zhì)量傳遞的重要性是顯而易見的。為了要在有限的時間內(nèi)取得最大的吸收效果，應在S02剛達到CaO反應界面時，讓化學反應盡可能進行到完善的程度。

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