CFB锅炉内石灰石同时煅烧/硫化反应动力学及 孔结构演变模拟

摘要：

综合考虑石灰石的分解、CaO烧结和硫化,建立石灰石同时煅烧/硫化反应的随机孔模型.模型计算结果与实验测试结果吻合良好,并采用该模型研究温度、粒径和SO2浓度等因素对同时煅烧/硫化反应动力学特性的影响.循环流化床内石灰石煅烧反应同时发生硫化反应,所生成的CaSO4阻碍了煅烧反应,主要通过两种机制:孔壁面CaSO4产物层阻碍CO2从煅烧部位向颗粒孔道扩散,以及CaSO4阻碍颗粒孔道内CO2向颗粒外扩散.硫化反应中,由于CaSO4的生成而导致的颗粒表层孔隙的快速堵塞是颗粒整体硫化速度下降、硫化程度低于理论值的主要原因.850～910℃范围内反应温度升高明显加速石灰石分解的速度;温度升高增加快速硫化反应阶段的反应速度,但由于颗粒表层以更快的速度发生堵塞而更早地进入慢速硫化反应阶段,导致反应进行到90min时的硫化转化率变化不大.颗粒粒径下降加速硫化反应速度;对于0.4％SO2气氛中850℃下的反应,粒径对煅烧速度在100s前后的影响不同.在100s之前,硫化反应进行程度较低,煅烧反应速度受CaSO4的阻碍作用弱,煅烧速度随粒径减小而增加;100s之后CaSO4对煅烧速度的阻碍作用显现,粒径越小,CaSO4积累量越大,对煅烧速度的阻碍越明显,致使100s后煅烧速度随粒径减小而下降.

关键词：石灰石、煅烧、硫化、随机孔、模型、循环流化床

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分类号：TK22(蒸汽动力工程)

资助基金：国家重点研发计划项目2016YFB0600701;中央高校基本科研业务费专项资金资助项目2018ZD03

在线出版日期：2020-01-07（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共12页

页码：6952-6963