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SO2作为主要的污染物,对人类生存环境的巨大破坏和世界各国经济造成的损失以及经济发展带来的严重影响近年来备受世界各国的关注,越来越多的研究机构投入到对SO2气体处理的研究中。SO2气体的去除方法中,干法烟气脱硫技术以其操作简单、初期投资低、产物为干态等特点倍受青睐,脱硫效率差和钙利用率低的缺点使其在推广应用上受到一定的限制,国内外众多学者利用不同的方法对钙基脱硫剂进行改性方面的研究,通过简单经济的水合作用来提高吸收剂利用率是国内外研究的热点。
本研究通过对钙基吸收剂CaO水合作用后在不同的升温速率和温度下进行煅烧实验,通过控制实验条件来改变吸收剂内部孔隙结构特性,改善吸收剂利用率。通过改变水与CaO的摩尔比、煅烧温度与升温速率,分析CaO孔隙特性的变化以及探讨CaO孔隙形成规律与机理,为将来多孔材料孔隙形成控制方面研究提供参考。研究结果显示,随水钙比的增大,水合样品小孔隙所占的份额逐渐减少,孔径分布范围越为集中现象,主要分布在100~1000nm孔径范围内,最可几孔径右移;煅烧温度影响样品孔隙分布范围,温度提高,样品孔隙分布范围减小,小孔隙所占份额明显减小;升温速率对水合CaO样品的孔隙分布有明显的改善作用,升温速率降低,越有利于小孔隙的形成。
分形理论为多孔介质孔隙结构的研究提供了新的思路和方法,本文研究了CaO的孔隙分形特性与孔隙结构、硫化反应中钙转化率之间的关系.发现分形维数越大的样品,内部孔隙的等效孔隙长度越大,等效孔径越小;反之,当样品分形维数越小,样品内部孔隙的等效长度越小,等效孔径越大。
样品孔隙分维数与钙转化率存在一定的关系,在本研究中,当CaO的钙利用率达到最大值时,分形维数的值大约在2.6,当分形维数小于2.6时,钙转化率随分形维数的增大而增大;反之,分形维数大于2.6时,钙转化率随维数的增加反而降低。
在对多孔介质孔隙描述数学模型中,孔隙模型的应用最为广泛,反应过程中多孔介质孔隙结构变化对反应结果的影响在孔隙模型中却没有考虑。现将分形维数引入孔隙模型,通过模型验证,发现考虑多孔介质的孔隙结构(分形维数)对硫化结果的影响是非常有必要的。