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基本信息
- 項目名稱：
- 廢渣混合固硫劑固硫效果研究
- 小類：
- 能源化工
- 簡介：
- 我國是一個富媒，貧油少氣的國家，煤炭作為我國的主要能源。隨著社會的發(fā)展和科技的不斷進(jìn)步，對于燃燒產(chǎn)生的污染氣體越來越受到重視。煤炭燃燒主要產(chǎn)生的二氧化硫和氮氧化物等有毒氣體，不僅污染大氣，更對人體造成危害。 本實驗利用貝殼粉，電石渣和一些助劑與煤粉按一定比例混合，可以使有害氣體的排放明顯減少。
- 詳細(xì)介紹：
- 我國是一個富媒，貧油少氣的國家，煤炭作為我國的主要能源。隨著社會的發(fā)展和科技的不斷進(jìn)步，對于燃燒產(chǎn)生的污染氣體越來越受到重視。煤炭燃燒主要產(chǎn)生的二氧化硫和氮氧化物等有毒氣體，不僅污染大氣，更對人體造成危害。 本實驗利用貝殼粉，電石渣和一些助劑與煤粉按一定比例混合，可以使有害氣體的排放明顯減少。主要內(nèi)容： 1.研究貝殼粉和電石渣復(fù)配作為主固硫劑對固硫率的影響。 2.研究助劑種類和含量對固硫率的影響。 3.掌握測定煤渣中硫含量的方法。 4.了解掃描電鏡（SEM）的使用方法，并用SEM觀察貝殼粉和電石渣的微觀結(jié)構(gòu)。
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作品專業(yè)信息
撰寫目的和基本思路
- 我國是一個富煤、貧油、少氣的國家，煤炭成為主要一次能源。大約85%的煤炭用于燃燒，其燃燒后主要產(chǎn)物二氧化硫?qū)ι钌a(chǎn)造成嚴(yán)重危害。故發(fā)展煤炭高效潔凈燃燒是一項具有現(xiàn)實意義的工程。對煤樣進(jìn)行燃燒，選用貝殼粉與電石渣作主固硫劑，進(jìn)行復(fù)配實驗，確定最佳復(fù)配比。再選用三種添加劑作為固硫助劑，進(jìn)行正交試驗，研究三種助劑對固硫率的影響并確定最佳的助劑配方。通過全硫測定儀和SEM表征實驗進(jìn)一步驗證實驗結(jié)果。
科學(xué)性、先進(jìn)性及獨特之處
- 本論文是建立在實驗的基礎(chǔ)上，按照鈣基固硫機理，進(jìn)行一系列的實驗，最終客觀的得出實驗結(jié)果。實驗中將貝殼粉和電石渣復(fù)配作為主固硫劑，并添加一定量的助劑進(jìn)行固硫?qū)嶒?，通過實驗我們獲得比較高的固硫率，不僅打破了以貝殼粉或電石渣單獨作為主固硫劑的常規(guī)，還合理充分地利用了廢棄資源。本實驗選擇貝殼粉作為主固硫劑，加電石渣與貝殼粉制成混合固硫劑；實驗通過測定煤渣中硫含量來計算固硫率；添加助劑提高固硫劑的固硫率
應(yīng)用價值和現(xiàn)實意義
- 燃煤固硫技術(shù)是一項適合我國國情的二氧化硫減排技術(shù)，自“六五”以來，我國在固硫技術(shù)的研究與開發(fā)上相繼開展了大量的工作。本作品中將貝殼粉和工業(yè)廢料電石渣復(fù)配作為主固硫劑，不僅充分合理的利用了廢棄資源而且還保護(hù)了自然環(huán)境，由此而大大降低了污染治理的費用。
學(xué)術(shù)論文摘要
- 實驗在1000oC下對山西煤樣進(jìn)行了燃燒實驗，選用貝殼粉與電石渣作為主固硫劑，在相同鈣硫比2.0下，進(jìn)行復(fù)配實驗，發(fā)現(xiàn)貝殼粉與電石渣在1000oC條件下復(fù)配，固硫效果在復(fù)配比5/5時最佳，最大固硫率達(dá)到74.3%。在鈣硫比為2.0，貝殼粉與電石渣復(fù)配比為5/5時，分別加入固硫助劑二氧化硅、氧化鎂和碳酸鈉，進(jìn)行三組分兩因素正交試驗，研究三種助劑對固硫率的影響并確定最佳的助劑配方。正交實驗結(jié)果表明，在本次實驗添加的三種助劑對固硫率影響大小為B>C>A，即鎂>鈉>硅。最佳助劑配方為二氧化硅 1%、氧化鎂 2%、碳酸鈉 3%，最大固硫率達(dá)到77.49%。
獲獎情況
- 本文的寫作背景為作者參加2010年第二屆北京高等學(xué)校大學(xué)生化學(xué)實驗競賽的衍生作品，曾在此次比賽中獲得北京市三等獎（獲獎證書時間為2010年12月）。
鑒定結(jié)果
- 本作品為自然科學(xué)類學(xué)術(shù)論文 能源化工
參考文獻(xiàn)
- 本作品參考文獻(xiàn)： [1] 周靜,武利軍,柴一言,諶倫建,于遵宏.型煤固硫效果影響因素的研究[J].潔凈煤技術(shù),2007,7(2):28-30 [2] 程世慶，趙建立，李官鵬，馮玉賓.貝殼粉和石灰石的微觀結(jié)構(gòu)及其脫硫性能[J].燃燒科學(xué)與技術(shù)，2005，11（1）：24-28 [3] 路春美，王永征，趙建立，潘新元.貝殼和石灰石固硫特性的試驗研究 [J]. 燃燒科學(xué)與技術(shù)，2002，8（3）：275-279 [4] 譚志誠.熱重法研究煤燃燒添加劑的催化助燃效果及作用機理.催化學(xué)報,1999,20(3): 263-266 [5] 徐東耀.燃煤固硫添加劑的研究:[中國科學(xué)院博士論文].北京:中國科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心,2000,9
同類課題研究水平概述
- 根據(jù)美國環(huán)保局（EPA）的統(tǒng)計，世界各國開發(fā)研究的二氧化硫脫除控制技術(shù)可達(dá)100多種。這些技術(shù)可分為三大類：燃燒前脫硫，燃燒中脫（固）硫，燃燒后脫硫。從技術(shù)的適用性、經(jīng)濟(jì)性及社會認(rèn)同三方面來衡量脫硫技術(shù)，各種脫硫技術(shù)各有所長。但是綜合分析，燃燒中脫硫技術(shù)具有固硫劑直接加入、脫硫系統(tǒng)簡單、初投資和運用費用低等優(yōu)點，是一種適合我國污染治理的經(jīng)濟(jì)可行方法。 近年來國內(nèi)外對于燃燒中脫硫技術(shù)的固硫劑及其助劑的研制開發(fā)做了大量的研究。 鈣系固硫劑:鈣基固硫劑能明顯降低燃煤燃燒過程中的二氧化硫的排放量，碳酸鈣能分解成氧化鈣，能與煤中硫反應(yīng)，固硫反應(yīng)和煤大部分硫析出的溫度區(qū)間吻合，并且劉妮等人通過對鈣基固硫劑高溫固硫反應(yīng)特性的TGA試驗研究，也提出了人工配制的復(fù)合鈣基固硫劑及新型的天然固硫劑-貝殼粉具有較好的高溫固硫性能。所以高溫固硫效果很好。 從動力學(xué)研究來看，郭峰，武增華等人通過對復(fù)合鈣硅固硫劑的固硫反應(yīng)動力學(xué)研究，提出了Ca-Si系列復(fù)合固硫劑對固硫反應(yīng)的影響,表現(xiàn)為在反應(yīng)初期,其反應(yīng)速率較純碳酸鈣的低,而到反應(yīng)后期,其反應(yīng)速率顯著增加,固硫反應(yīng)溫度越高,這種影響越明顯。進(jìn)一步驗證了鈣系固硫劑具有較好的固硫作用。 生物質(zhì)固硫劑:昆明理工大學(xué)的何方等人對生物質(zhì)復(fù)合型煤的固硫特性進(jìn)行了研究發(fā)現(xiàn)：生物質(zhì)復(fù)合型煤的固硫性能比普通型煤高得多，并且BBC的固硫率隨生物質(zhì)添加量的增加而加大。生物質(zhì)的加入降低了燃煤硫含量，并且燃燒形成的微孔結(jié)構(gòu)增大了二氧化硫與固硫劑接觸的機會提高了固硫率。 其他工業(yè)廢料:程軍、周俊虎等人在爐溫1200℃下，在燃煤中同時添加電石渣和鋁土粉時發(fā)現(xiàn)，具有相當(dāng)高的固硫率。 此外，李寧，劉維屏等人對新型鋇基高溫燃燒固硫劑進(jìn)行了研究，提出了鋇基固硫劑在煤高溫燃燒中的固硫效果明顯高于鈣基固硫劑，具有較好的應(yīng)用前景。 對于助劑，周俊虎等人考察了許多堿金屬化合物對鈣基化合物固硫的影響，發(fā)現(xiàn)許多堿金屬化合物都能作為助劑提高固硫率，其中碳酸鉀，碳酸鈉和氯化鈉效果最佳。中科院生態(tài)研究中心張良全等研究發(fā)現(xiàn)，在鈣基化合物中添加鐵、硅等添加劑，會大大提高高溫下硫酸鈣的穩(wěn)定作用，提高鈣基化合物的固硫率。路春美的研究結(jié)果表明，某些廢棄物如工業(yè)廢渣、煤渣、石膏、高錳酸鉀廢渣及高錳酸鉀等多種物質(zhì)作為添加劑都能提高固硫率。
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