煤燃烧固氟技术的工业试验

采用热力学计算分析煤燃烧过程中钙基固氟剂固氟反应平衡过程，探讨钙基固氟剂燃烧固氟的可行性及耐高温复合钙基固氟剂的开发原理，进行钙基固氟剂流化床和链条炉燃烧固氟工业试验。结果表明：流化床燃烧时石灰石固氟效果明显，在Ca／F=60～70时，脱氟率可达66．70％～70．00％，石灰石的添加量和粒度对固氟效果有显著的影响。对于工业链条炉，利用工业废料开发的耐高温复合钙基固氟剂固氟效果显著，在Ca／F=65—80时，脱氟率达57．32％～75．19％，在燃煤过程添加石灰石和钙基固氟剂具有固氟固硫的双重作用。     

燃煤在O2/CO2方式下SO2生成特性的研究

研究了合山煤在O2／CO2方式下SO2的生成特性，结果表明在O2／CO2方式下，由于燃煤的燃烧特性和钙基吸收剂的燃烧分解特性不同于传统燃烧方式，SO2的生成速度加快，生成量较空气气氛下大为减少，钙基吸收剂的脱硫率随温度升高而增加，表明O2／CO2方式有利于钙基吸收剂高温脱硫。     

矿物质对SO2释放的影响及钙的固硫机理

为了开发高效燃烧脱硫技术，通过热质量／选出气体分析实验研究了煤中矿物质对煤燃烧中SO2释放的影响以及钙的固硫机理，研究结果表明：脱灰后SO2的释放曲线由原煤的双峰变成单峰；Ca的添加能够促进煤中硫在低温下释放，但不同形态钙的固硫效果不同；脱灰煤中添加CaSO4后SO2的释放曲线又恢复为双峰，CaSO4没有固硫效果；添加CaCO3和CaO后SO2的生成会有明显减少，且CaO的固硫效果要比CaCO3显著．基于这个实验结果，提出了程序升温燃烧条件下煤中的矿物质对SO2释放影响所遵循的吸附-解吸附机理，以及钙基固硫剂固硫所遵循的吸附-解吸附／氧化机理。     

含钐萤石型复氧化物的制备法及甲其烷燃烧性能

含钐的锆基萤石型复氧化物与镧系钙化钛矿型化合物一样，表现出良好的促进甲烷完全燃烧的催化活性，无论从单位质量，单位表面积的甲烷转化率或是起燃温度上比较，前者都不逊色，且有良好的高温性能，这种新材料催化活性与其制备技术密切相关，其中碳酸盐共沉淀法，有机酸的化学混合法可以得到很好的结果，而氢氧化物共沉淀法却差得多。     

燃煤在O_2/CO_2方式下SO_2生成特性的研究

研究了合山煤在O2 /CO2 方式下SO2 的生成特性 .结果表明在O2 /CO2 方式下 ,由于燃煤的燃烧特性和钙基吸收剂的煅烧分解特性不同于传统燃烧方式 ,SO2 的生成速度加快 ,生成量较空气气氛下大为减少 ,钙基吸收剂的脱硫率随温度升高而增加 ,表明O2 /CO2 方式有利于钙基吸收剂高温脱硫     

含钐萤石型复氧化物的制备法及其甲烷燃烧性能

含钐的锆基萤石型复氧化物与镧系钙钛矿型化合物一样，表现出良好的促进甲烷完全燃烧的催化活性．无论从单位质量、单位表面积的甲烷转化率或是起燃温度上比较，前者都不逊色，且有良好的高温性能．这种新材料的催化活性与其制备法密切相关，其中碳酸盐共沉淀法，有机酸的化学混合法可以得到很好的结果，而氢氧化物共沉淀法却差得多．     

燃煤氟污染及钙基添加剂固氟研究进展

对煤中氟的含量分布、赋存状态等地球化学特征进行了综述，分析了煤炭燃烧过程中氟的迁移转化行为与释放特性，指出煤中氟的燃烧释放不仅与氟的物理化学性质有关，更取决于煤中氟的浓度、赋存状态及燃烧工况等因素．进一步讨论了天然钙基材料燃煤固氟技术及燃煤氟污染控制的研究现状。     

不同条件下钙基固硫剂的固硫机理

为了探求煤燃烧过程中传统钙基固硫剂固硫率低下的原因,本实验选用有代表性的含硫为2．92％的国家标准煤样,在不同条件下系统的研究了钙基固硫剂的固硫特性和固硫产物CaSO4的分解率;并分析了其固硫机理．实验结果表明:传统钙基固硫剂固硫效率低下的原因为高温下CaO化学结构的变化和固硫产物CaSO4的分解。该研究对改进传统钙基固硫剂的固硫效果有一定的理论指导意义。     

钙铜复合吸收剂CO2捕集性能优化研究进展

开发高效、低成本的CO₂捕集技术是我国实现“碳达峰、碳中和”目标的重要途径。基于钙铜复合吸收剂的钙循环耦合化学链燃烧工艺是一种改进的钙循环技术,通过耦合化学链燃烧来替代钙循环技术中高能耗的空气分离器,可显著降低系统能耗、提高其经济性,受到了国内外学者的广泛关注。介绍了钙循环耦合化学链燃烧工艺的基本原理,阐述了目前钙循环耦合化学链燃烧工艺面临的重大挑战——钙铜复合吸收剂CO₂捕集性能在循环过程中的急剧衰减;综述了提高钙铜复合吸收剂CO₂捕集性能的改性措施,主要包括载体负载法、水蒸气活化、高温热预处理等;综合分析了各种改性方法的优缺点并指明了今后的研究方向。     

气氛对煤固定床全氧燃烧过程碱金属与碱土金属释放的影响

与常规燃烧相比全氧燃烧炉内含有极高浓度的CO2和较高浓度的SO2以及水气,这一气氛特点会对煤燃烧过程以及煤固有成分的转化产生影响。笔者采用固定床反应器和离子色谱仪对煤中碱金属和碱土金属在不同气氛燃烧过程中的释放规律进行了考察,结果表明,煤中Na和K的释放率相对较高,其受燃烧气氛影响较大。气氛中存在CO2,会与碱金属和碱土金属发生碳酸盐化反应,Na和K的释放率略有减少;SO2和H2O的存在则使煤的燃烧反应性增强,Na和K的释放提高。煤中Mg和Ca的性质稳定,其释放率相对较小,且受气氛影响相对较小。     

煤燃烧氟析出特性与影响因素试验研究(Ⅱ)

为了有效治理燃煤造成的大气氟污染,必须了解煤燃烧过程中氟的析出特性和影响因素。通过固定床管式炉煤粉燃烧试验,研究了煤种特性因素对燃煤氟析出影响规律与氟析出特性,其中包括煤种、氟含量、粒度、烟气中水蒸气含量及煤中矿物成分等对燃煤氟析出的影响。结果表明：不同煤种的氟析出率均随燃烧温度的升高而增加,表现出较强的相似性与一定的差异性。这种相似性表明燃煤氟析出过程可用统一的动力学模型来描述：差异性表明燃煤氟析出过程受煤中氟化物赋存形态与物理化学转化过程的影响。在炉内停留初期煤的粒度对氟的分解与析出影响较大,而在炉内停留的后期煤的粒度对氟的分解与析出影响则较小：燃煤水分及烟气中水蒸气的存在可明显促进煤中氟的析出;煤中二氧化硅会促进煤中氟的析出。     

燃煤锅炉烟气氟化物检测方法的研究

由于燃煤锅炉烟气氟化物的低浓度特性，直接采用工业污染源烟气氟化物浓度检测标准方法测定燃煤锅炉烟气氟化物常导致测定结果产生较大的偏差。本文通过试验对造成测定结果偏差的原因进行了系统研究，对气态氟和尘态氟采样方法、采样装置、采样参数和氟化物测量方法等检测程序进行了合理改进，使之较好地适用于燃煤锅炉烟气中低浓度氟化物的准确测定。     

煤燃烧过程中气态氟化物生成机理

为了研究燃煤过程中气态氟化物生成机理,在燃煤过程中气态氟化物生成特性试验研究的基础上,根据煤中氟的赋存形态、含氟矿物的热分解特性和煤的燃烧过程,通过固定床管式炉燃煤氟析出等温动力学实验建立了燃煤过程中气态氟化物生成动力学模型。结果表明,燃煤过程中气态氟化物生成可用一级反应动力学来描述,反应活化能E和频率因子A依赖于煤中氟的赋存形态和热稳定性,对于实验煤种A在12．5-46．0min^-1,E在28．0-65．1kJ．mol^-1。研究结果对揭示不同燃烧设备条件下煤中氟的燃烧转化规律、进行燃煤大气氟污染治理有理论指导意义。     

碱土金属化合物性质实验的微型化研究

系统探讨碱土金属氢氧化物及其盐的溶解性、碱土金属元素的焰色反应、碱土金属离子的分离和鉴定等微型化实验，并将其设计成新的微型实验应用于无机化学实验教学，效果良好。     

石油化工中的催化烧炭及机理研究

通过对石油化工中焦炭燃烧率的测定，考察了加入各种类别金属离子型助燃剂的对烧焦油线及焦炭燃烧图的影响，阐明了各种金属离子型助燃剂对焦炭的催化燃烧作用规律，并与煤的催化燃烧过程进行比较，初步探讨了焦炭的催化燃烧机理。实现表明：第四周期过渡金属离子型助燃剂的烧焦催化机理可以用氧传递过程来解释；IA族离子型烧焦助燃剂的催化效果显著，最适用于石油化工烧焦工艺。IA族与ⅡA族金属离子型助燃剂的催化烧炭机理可用生成易着火的正碳离子过程来解释。     

中国煤中氟燃烧排放特征与排放限值

为了确定中国煤中氟燃烧捧放特征和捧放限值,通过大样本测试与统计,得到了中国煤中氟含量的分布特征;通过典型电站锅炉、工业锅炉和流化床锅炉的煤、飞灰、底灰样品的采样测定,提出了煤中氟在燃烧产物中的总量分配模式,得到中国不同炉型燃煤氟捧放基本特征;比照大气污染物综合捧放标准和工业窑炉大气污染物捧放标准的规定,初步得到了中国燃煤氟化物排放限值和超标煤种的比例。结果表明：比照大气污染物综合捧放标准（GB16297-1996）和工业窑炉大气污染物排放标准（GB9078-1996）中对氟化物捧放限值的规定,中国煤在各种燃烧设备的燃烧过程中,大部分煤种的氟含量是超标的,若在燃烧过程中不采取相应措施,将会对环境造成一定程度的大气氟污染。     

煤中氟化物浸提试验研究

首次采用浸提试验系统研究煤中氟化物赋存形态。结果表明,许多溶剂都能从煤中浸出相应形态和数量的氟化物,煤中不同浸提态氟按氟含量高低存在如下趋势:酸浸提态氟>碱浸提态氟>盐浸提态氟>水浸提态氟,浸提结果反映了煤中几种不同赋存形态氟化物含量的数量级概念,以无机盐矿物形态存在的难溶性氟化物是煤中氟的主要赋存形态。研究结果可为煤中氟赋存形态的研究提供试验方法与依据。