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《高固氣比型預(yù)熱預(yù)分解系統(tǒng)高溫固硫物相及其形成機(jī)理研究》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫。
1、西安建筑科技大學(xué)研究生學(xué)位論文選題報(bào)告學(xué)號(hào)研究生姓名楊康學(xué)院材料學(xué)院學(xué)科專業(yè)材料學(xué)攻讀學(xué)位工學(xué)碩士導(dǎo)師姓名徐德龍?jiān)菏匡椄苯淌?010年12月16日18一、課題名稱：高固氣比型預(yù)熱預(yù)分解系統(tǒng)高溫固硫物相及其形成機(jī)理研究國家級(jí)科研項(xiàng)目?。ú浚┘?jí)科研項(xiàng)目橫向課題自選課題二、課題研究的目的意義（包括在我國應(yīng)用的前景）、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及水平。1．課題研究的目的意義一直以來，水泥工業(yè)都被看作是資源、能源消耗高，污染嚴(yán)重的產(chǎn)業(yè)。但由于水泥工業(yè)本身獨(dú)特的原料系統(tǒng)和生產(chǎn)工藝流程，又使其具有明顯的廢物利用的先天優(yōu)勢(shì)和節(jié)能減排的巨大潛力。要使得這些潛力得以
2、充分的發(fā)揮，從而實(shí)現(xiàn)生態(tài)水泥、循環(huán)經(jīng)濟(jì)和“四零一負(fù)”[1]的發(fā)展戰(zhàn)略，采用先進(jìn)的生產(chǎn)理論和工藝技術(shù)就顯得尤為重要。徐德龍?jiān)菏刻岢龅母吖虤獗葢腋☆A(yù)熱預(yù)分解技術(shù)[2]（以下簡稱高固氣比系統(tǒng)）理論在節(jié)能減排方面效果明顯。本課題組張紅波從固硫效率影響因素方面及系統(tǒng)中硫循環(huán)方面對(duì)高固氣比系統(tǒng)二氧化硫減排特性進(jìn)行了研究。其研究結(jié)果表明：高固氣比系統(tǒng)的入窯熱物料和熟料含硫量比普通型的高50%以上，特別是有害氣體SO2的排放降低了80%[3]。本課題組周蕊進(jìn)一步對(duì)高固氣比系統(tǒng)的固硫效果及硫?qū)κ炝巷@微結(jié)構(gòu)的影響機(jī)理進(jìn)行了探討，并通過分析不同含硫量水泥熟料
3、水化產(chǎn)物和水化熱，研究了硫?qū)λ嗍炝纤a(chǎn)物及水化性能的影響[4]。但以上的研究都未對(duì)高固氣比系統(tǒng)高溫固硫物相及其形成的機(jī)理進(jìn)行深入系統(tǒng)的探討。因此本論文準(zhǔn)備在這方面做更深入一步的工作，一來為了完善高固氣比系統(tǒng)SO2減排效應(yīng)理論。二來為高固氣比系統(tǒng)利用高硫煤作燃料提供一定的理論依據(jù)。2．國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及水平2.1對(duì)水泥生料自固硫行為及固硫效果的研究水泥工業(yè)的SO218排放主要由燃煤中硫化物和原料中的含硫物在一定溫度下分解氧化而產(chǎn)生。但由于水泥生料以石灰石為主要原料，而石灰石（包括其分解的氧化鈣）是目前脫硫技術(shù)的主要脫硫劑，因此水泥工業(yè)的
4、脫硫具有其先天的優(yōu)勢(shì)，在煅燒過程中產(chǎn)生的二氧化硫在同一過程中就被生料粉吸收而以硫酸鈣（CaSO4）、硫酸鹽（RSO4)的形式固定在水泥熟料中。謝峻林，邱小波等[5]通過實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)：水泥生料自身有一定的固硫能力，且比單純的CaCO3的固硫效果要好。水泥生料中有一定量的CaCO3、SiO2、Fe2O3、Al2O3、MgO等，應(yīng)是很好的復(fù)合脫硫劑。在水泥預(yù)熱預(yù)分解技術(shù)固硫過程中，一方面因生成硫酸鹽使硫固定到熱生料中；另一方面，在一定溫度下硫酸鹽又會(huì)發(fā)生分解使固硫效率降低，所以固硫過程實(shí)際上是硫酸鹽的生成速率和分解速率之間相互競爭的過程。因此
5、在水泥工業(yè)中，原燃料的硫要穩(wěn)固留在水泥熟料里，懸浮預(yù)熱預(yù)分解系統(tǒng)中形成一定量的硫酸鹽物質(zhì)也非常關(guān)鍵。嵇鷹，張紅波等[6]采用自配制的模擬煙氣和工業(yè)現(xiàn)場選用的水泥生料，在懸浮電阻爐內(nèi)進(jìn)行固硫試驗(yàn)，研究了固氣比、煙氣流速、溫度等對(duì)水泥生料固硫反應(yīng)的影響，發(fā)現(xiàn)：固硫效率隨固氣比的增加而增加，呈非線性上升的趨勢(shì)；在固氣比一定的條件下，水泥生料的固硫效率隨著溫度的增加而增加，但在不同的溫度段增加的幅度卻大不相同；并對(duì)水泥生料固硫效率進(jìn)行了正交試驗(yàn)，在試驗(yàn)條件范圍內(nèi)發(fā)現(xiàn)，溫度和固氣比對(duì)水泥生料的固硫效率影響最為顯著。謝峻林，趙改菊等[7]通過設(shè)計(jì)水
6、泥生料的燃燒固硫試驗(yàn)，對(duì)水泥生料的固硫行為進(jìn)行了研究，試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：水泥生料具有很好的固硫效果，1300℃時(shí)固硫效率仍在86%以上?？赡苁怯捎谒嗌现懈缓腟iO2、Al2O3與燃煤固硫過程中生成的部分CaO、CaSO4在高溫下生成了耐高溫的復(fù)合礦物Ca5（SiO4）2SO4、3CaO·3Al2O3·CaSO4，使固硫礦物不再以高溫穩(wěn)定性差的活性CaSO4形式存在；另一方面，硅酸鹽化合物中固溶的SO3使其在高溫下很容易產(chǎn)生強(qiáng)烈的熔融，與以玻璃態(tài)鐵氧化物為主的耐熱物相一起將固硫產(chǎn)物的表面包裹，抑制其高溫分解，使得SOx的析出量減少，但也沒有
7、得到確切的證明。有關(guān)資料研究表明，鈣基固硫后的產(chǎn)物（主要是CaSO4）在高溫下可以再與Si、Al的氧化物反應(yīng)生成耐高溫的復(fù)合礦物。謝峻林，趙改菊等[8]的研究表明，水泥生料在850℃～1350℃時(shí)有較高的固硫率，對(duì)不同煤種均存在一個(gè)最佳的固硫范圍；復(fù)合礦物Ca5（SiO4）2SO4、3CaO·3Al2O3·CaSO4的形成及高溫下硅酸鹽礦物與鐵相物質(zhì)對(duì)CaSO4物相的包裹，決定了水泥生料在較寬溫度范圍內(nèi)具有較好的固硫效果，但Ca5（SiO4）2SO4和3CaO·3Al2O3·CaSO418等復(fù)合礦物在1300℃以上溫度又會(huì)分解，使水泥生
8、料的固硫效率下降。所以，高溫段固硫物相的熱穩(wěn)定性是影響水泥生料固硫效率的決定因素。為進(jìn)一步探索高溫穩(wěn)定的固硫產(chǎn)物的存在形式，國內(nèi)外已經(jīng)有部分學(xué)者開展了相關(guān)研究。2.2有關(guān)高溫穩(wěn)定物硫鋁酸鹽的研究大量研究資料
