煤中硫在化学链燃烧过程中的迁移转化规律及脱除机制研究
发布时间：2020-12-23 21:32
以煤为主的化学燃料在直接燃烧过程中排放出大量的CO2,导致“温室效应”不断增加。燃煤产生的酸雨、雾霾等环境问题受到了国际社会的广泛关注。化学链燃烧（CLC）技术是一种具有CO2内分离的清洁、环保、高效的新型燃烧技术。CLC技术可以有效抑制NOx的排放,同时也可以对CO2进行捕集,但却无法避免SOx的产生及排放。受到地理分布与沉积环境的影响,我国煤中硫含量的变化范围较大。因此,有效的利用中高硫煤甚至高硫煤将会一定程度缓解我国能源需求压力。本文针对煤中硫在CLC过程中硫的迁移转化规律以及脱除机制进行研究。本文利用HSC chemistry 5.0模拟了两种典型煤种在理想条件下的CLC过程,研究发现,当温度低于950℃时,煤中的硫会与CaO发生反应生成CaSO4。当温度大于950℃时,CaSO4进行高温分解生成SO2;当燃料过量系数较低时,硫更易与载氧体中的碱金属（K2O和Na2
【文章来源】：江苏大学江苏省
【文章页数】：87 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
017年中国一次能源消费结构
雾霾和酸雨也成为了我国所面临的环境问题之一。在煤燃烧过程中，约 90%的硫转换 SO2，随烟气排放进入大气。据不完全统计，人们在地球上每年所排放从而进入大气的O2将超过 1 亿多万吨；相比于其他发达国家，我国 SO2的排放总量依然占据极大的比重，年可达 1200 至 1500 万吨[4]。根据中华人民共和国环境部发表的 2017 年中国生态环境状公报显示，我国 SO2年均浓度范围为 2-84μg/m3，平均为 18μg/m3。SO2在大气中被氧化不易挥发的硫酸，溶于云雾或者雨滴中。在潮湿以及光的作用下，SO2气体迅速转化为酸盐气溶胶，逐渐形成雾霾。除了雾霾以外，大气中的硫酸会随着雨水降落至地面，当 pH 值小于 5.6 时，就形成了酸雨。图 1.2 为 2017 年全国降水 pH 年均值等值线分布示意。在我国，酸雨区面积超过 60 万平方千米，占国土面积的 6.4%，其中较重酸雨面积占土面积的比例为 0.9%。酸雨区域主要分布在长江以南至云贵高原以东等经济发达地区。统计，每年由于环境污染造成的损失费用大约有 500 亿美元，而硫化物所造成的损失费占了其中的一半。
煤中硫在化学链燃烧过程中迁移转化规律及脱除机制研究从排放的源头来看，热能和电力生产行业排放的 CO2最多。2015 年，我国热电行业的2排放量达 44.23 亿吨，占 CO2排放总量的 48.69%[10]。我国的 CO2排放总量是与我国总电量是正相关的。因此，在我国的热电行业中进行 CO2减排与捕集对于中国实现碳减排目标有重要的意义。.4 CO2捕集技术碳捕集与封存是指将电力、水泥、钢铁、化工等行业排放的 CO2进行分离和富集，并各种方法储存以避免排放到大气中的一种技术。这种技术被认为是未来大规模减少温室体排放、减缓全球气候变暖最经济、可行的方法。目前捕集化石燃料转化过程中的 CO2技术主要可分为燃烧前捕集、燃烧后捕集与富氧燃烧捕集三大类，如图 1.4 所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]煤中含氧官能团研究进展[J]. 刘洪鹏,张少冲,宣阳,王擎. 东北电力大学学报. 2017(01)
[2]基于HSC计算的煤焦油化学链热裂解反应优化[J]. 王翠苹,巩建,姜旭. 热科学与技术. 2016(06)
[3]褐煤中官能团对其燃烧特性的影响[J]. 鄢晓忠,邱靖,尹艳山,刘昕昶,敬佩,李佩. 煤炭科学技术. 2016(04)
[4]大气硫化物的危害和治理浅谈[J]. 吴优. 科技展望. 2015(33)
[5]中国煤中硫含量分布特征及其沉积控制[J]. 唐跃刚,贺鑫,程爱国,李薇薇,邓秀杰,魏强,李龙. 煤炭学报. 2015(09)
[6]煤制天然气过程催化甲烷化的数值模拟[J]. 王翠苹,李刚,李厚洋,姜旭. 热科学与技术. 2015(01)
[7]化学链燃烧钙基载氧体的炉内脱硫热力学分析[J]. 闫晓沛,李宁. 锅炉技术. 2013(06)
[8]我国脱硫脱硝行业2012年发展综述[J]. (Desulfurization and Denitration Committee of CAEPI,Beijing 100037,China). 中国环保产业. 2013(07)
[9]HSC Chemistry软件在高校化学科研中的应用[J]. 王艳坤. 河南教育学院学报(自然科学版). 2013(02)
[10]低阶煤中含氧官能团分布的研究[J]. 周剑林,王永刚,黄鑫,张书,林雄超. 燃料化学学报. 2013(02)
博士论文
[1]炼焦煤中有机硫赋存及噻吩硫对微波的响应规律研究[D]. 葛涛.安徽理工大学 2015
[2]化学链燃烧技术中铁基氧载体的制备及其性能研究[D]. 王保文.华中科技大学 2008
硕士论文
[1]铜矿石氧载体的化学链氧解耦燃烧研究[D]. 王坤.华中科技大学 2015
[2]300MW四角切圆锅炉燃尽风布置方式及其低氮燃烧特性的研究[D]. 李楠.华中科技大学 2014
[3]化学链燃烧过程中铁矿石氧载体性能实验研究[D]. 王志远.华中科技大学 2011
[4]钙基添加剂作用下煤热解和气化行为及其硫迁移[D]. 刘慧君.华东理工大学 2011
本文编号：2934391
【文章来源】：江苏大学江苏省
【文章页数】：87 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
017年中国一次能源消费结构
雾霾和酸雨也成为了我国所面临的环境问题之一。在煤燃烧过程中，约 90%的硫转换 SO2，随烟气排放进入大气。据不完全统计，人们在地球上每年所排放从而进入大气的O2将超过 1 亿多万吨；相比于其他发达国家，我国 SO2的排放总量依然占据极大的比重，年可达 1200 至 1500 万吨[4]。根据中华人民共和国环境部发表的 2017 年中国生态环境状公报显示，我国 SO2年均浓度范围为 2-84μg/m3，平均为 18μg/m3。SO2在大气中被氧化不易挥发的硫酸，溶于云雾或者雨滴中。在潮湿以及光的作用下，SO2气体迅速转化为酸盐气溶胶，逐渐形成雾霾。除了雾霾以外，大气中的硫酸会随着雨水降落至地面，当 pH 值小于 5.6 时，就形成了酸雨。图 1.2 为 2017 年全国降水 pH 年均值等值线分布示意。在我国，酸雨区面积超过 60 万平方千米，占国土面积的 6.4%，其中较重酸雨面积占土面积的比例为 0.9%。酸雨区域主要分布在长江以南至云贵高原以东等经济发达地区。统计，每年由于环境污染造成的损失费用大约有 500 亿美元，而硫化物所造成的损失费占了其中的一半。
煤中硫在化学链燃烧过程中迁移转化规律及脱除机制研究从排放的源头来看，热能和电力生产行业排放的 CO2最多。2015 年，我国热电行业的2排放量达 44.23 亿吨，占 CO2排放总量的 48.69%[10]。我国的 CO2排放总量是与我国总电量是正相关的。因此，在我国的热电行业中进行 CO2减排与捕集对于中国实现碳减排目标有重要的意义。.4 CO2捕集技术碳捕集与封存是指将电力、水泥、钢铁、化工等行业排放的 CO2进行分离和富集，并各种方法储存以避免排放到大气中的一种技术。这种技术被认为是未来大规模减少温室体排放、减缓全球气候变暖最经济、可行的方法。目前捕集化石燃料转化过程中的 CO2技术主要可分为燃烧前捕集、燃烧后捕集与富氧燃烧捕集三大类，如图 1.4 所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]煤中含氧官能团研究进展[J]. 刘洪鹏,张少冲,宣阳,王擎. 东北电力大学学报. 2017(01)
[2]基于HSC计算的煤焦油化学链热裂解反应优化[J]. 王翠苹,巩建,姜旭. 热科学与技术. 2016(06)
[3]褐煤中官能团对其燃烧特性的影响[J]. 鄢晓忠,邱靖,尹艳山,刘昕昶,敬佩,李佩. 煤炭科学技术. 2016(04)
[4]大气硫化物的危害和治理浅谈[J]. 吴优. 科技展望. 2015(33)
[5]中国煤中硫含量分布特征及其沉积控制[J]. 唐跃刚,贺鑫,程爱国,李薇薇,邓秀杰,魏强,李龙. 煤炭学报. 2015(09)
[6]煤制天然气过程催化甲烷化的数值模拟[J]. 王翠苹,李刚,李厚洋,姜旭. 热科学与技术. 2015(01)
[7]化学链燃烧钙基载氧体的炉内脱硫热力学分析[J]. 闫晓沛,李宁. 锅炉技术. 2013(06)
[8]我国脱硫脱硝行业2012年发展综述[J]. (Desulfurization and Denitration Committee of CAEPI,Beijing 100037,China). 中国环保产业. 2013(07)
[9]HSC Chemistry软件在高校化学科研中的应用[J]. 王艳坤. 河南教育学院学报(自然科学版). 2013(02)
[10]低阶煤中含氧官能团分布的研究[J]. 周剑林,王永刚,黄鑫,张书,林雄超. 燃料化学学报. 2013(02)
博士论文
[1]炼焦煤中有机硫赋存及噻吩硫对微波的响应规律研究[D]. 葛涛.安徽理工大学 2015
[2]化学链燃烧技术中铁基氧载体的制备及其性能研究[D]. 王保文.华中科技大学 2008
硕士论文
[1]铜矿石氧载体的化学链氧解耦燃烧研究[D]. 王坤.华中科技大学 2015
[2]300MW四角切圆锅炉燃尽风布置方式及其低氮燃烧特性的研究[D]. 李楠.华中科技大学 2014
[3]化学链燃烧过程中铁矿石氧载体性能实验研究[D]. 王志远.华中科技大学 2011
[4]钙基添加剂作用下煤热解和气化行为及其硫迁移[D]. 刘慧君.华东理工大学 2011
本文编号：2934391
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