添加剂改性炽热镁渣激冷水合脱硫剂的实验研究

发布时间：2017-12-10 10:25

  本文关键词：添加剂改性炽热镁渣激冷水合脱硫剂的实验研究

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【摘要】：具有脱硫活性的镁渣通过水合活化、蒸汽活化和掺混粉煤灰水合等方式,其脱硫性能得到了不断地改善,但还不能达到工业应用的要求,仍需研究其它改性方式来提高其脱硫性能。本文在前期研究成果的基础上,借鉴炽热渣激冷处理和添加剂对钙基脱硫剂的改性研究,使用NaCl、CaCl2、Na2SO4、CaSO4、Na2CO3、K2CO3、乙酸、己二酸和木质素磺酸钙九种添加剂对炽热镁渣激冷水合脱硫剂进行改性,通过设置不同的水合温度并选取不同水合时间,研究水合温度及水合时间对改性脱硫剂脱硫性能的影响;在实验室条件下,使用TGA对制得的改性脱硫剂进行脱硫实验,分析其脱硫性能;借助ICP-AES测定镁渣元素组成,并通过SEM、EDS、XRD和BET表征来研究改性脱硫剂的表观形貌、物质组成及微观结构参数,从而获得不同添加剂的改性原理。本文的主要研究结果如下:(1)对炽热镁渣进行激冷水合后可以显著提升其脱硫性能;(2)本文的试验条件下,各添加剂的最优工况为:1%NaCl、1%CaCl2、2%Na2SO4、2%CaSO4、4%Na2CO3、4%K2CO3、1%乙酸、1%己二酸和2%CLS,且经2%Na2SO4改性后的16#的钙转化率达到40.16%;最佳水合温度为80℃;(3)发现了在水合6h,加入1%NaCl改性的4#存在临界水合时间;加入有机酸添加剂时,其改性脱硫剂的钙转化率随着水合时间的增加而减少;其余添加剂改性脱硫剂的最优水合时间均为8h;(4)不同添加剂改性后的炽热镁渣激冷水合脱硫剂的吸附等温线均接近第Ⅱ类等温线;其中,Cl-改性脱硫剂和CaSO4改性脱硫剂的滞后环为B类,这表明其改性脱硫剂的孔类型主要为平板形孔;而Na2SO4改性脱硫剂和CLS改性脱硫剂的滞后环为H3型,则表明其孔类型主要为狭缝形孔;(5)Cl-、SO_4~(2-)主要通过改善炽热镁渣激冷水合脱硫剂的比表面积、孔容积等微观结构来提高改性脱硫剂的脱硫效果,且SO_4~(2-)对微观结构的改善效果更佳;其中,经2%Na2SO4改性的16#的微观参数最佳,比表面积和孔容积分别为27.052m2·g-1和0.00785cm3·g-1;(6)CO_3~(2-)主要是通过与炽热镁渣激冷水合的产物Ca(OH)2反应生成CaCO3,并在镁渣表面附着结晶,从而提高其脱硫性能;(7)有机酸的加入会增加水合浆液中的H+浓度,从而促进镁渣中具有脱硫活性的Ca2SiO4向液相中溶解;(8)在水合过程中加入CLS对镁渣有一定的分散作用,使其形成更加细小的颗粒,从而提高其脱硫能力,但效果甚微。
【学位授予单位】：太原理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：X701.3

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本文编号：1274152