O<sub>2</sub>/H<sub>2</sub>O燃烧方式下石灰石的间接硫化反应特性

吕晨; 刘小伟; 郭俊哲; 张鹏辉; 徐明厚

doi:10.11949/j.issn.0438-1157.20161246

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O₂/H₂O燃烧方式下石灰石的间接硫化反应特性

能源和环境工程 | 更新时间：2025-11-26

- O₂/H₂O燃烧方式下石灰石的间接硫化反应特性
- Indirect sulfation characteristics of limestone under O₂/H₂O combustion atmosphere
- 化工学报 2017年第1期页码：353-359
- 作者机构：
  
  华中科技大学煤燃烧国家重点实验室,湖北,武汉,430074
- 作者简介：
- 基金信息：
- DOI：10.11949/j.issn.0438-1157.20161246
  中图分类号： 511
- 网络首发：2017-01-05，
  
  纸质出版：2017-01-05
- 稿件说明：
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吕晨, 刘小伟, 郭俊哲, 等. O₂/H₂O燃烧方式下石灰石的间接硫化反应特性[J]. 化工学报, 2017,(1):353-359. DOI: 10.11949/j.issn.0438-1157.20161246.

LÜ Chen, LIU Xiaowei, GUO Junzhe, et al. Indirect sulfation characteristics of limestone under O₂/H₂O combustion atmosphere[J]. CIESC Journal, 2017, (1): 353-359. DOI: 10.11949/j.issn.0438-1157.20161246.
吕晨, 刘小伟, 郭俊哲, 等. O₂/H₂O燃烧方式下石灰石的间接硫化反应特性[J]. 化工学报, 2017,(1):353-359. DOI: 10.11949/j.issn.0438-1157.20161246. DOI：

LÜ Chen, LIU Xiaowei, GUO Junzhe, et al. Indirect sulfation characteristics of limestone under O₂/H₂O combustion atmosphere[J]. CIESC Journal, 2017, (1): 353-359. DOI: 10.11949/j.issn.0438-1157.20161246. DOI：

摘要

利用水平管式炉和热重实验台架，对O2/H2O、O2/N2和O2/CO2 3种不同燃烧方式下石灰石的间接硫化反应特性进行了研究。重点探究了燃烧方式、水蒸气浓度对石灰石间接硫化反应的影响规律与机理。同时，对硫化产物进行了X射线荧光光谱（XRF）、X射线衍射（XRD）、孔结构特性和扫描电镜（SEM）分析。结果表明，O2/H2O燃烧方式相比于相同氧浓度下的O2/N2和O2/CO2燃烧方式，石灰石间接硫化反应的钙转化率在化学反应控制阶段基本相同，在扩散控制阶段O2/H2O燃烧方式下的钙转化率有显著的提高。主要原因是水蒸气促进了硫化反应后期产物层内的固态离子扩散。此外，O2/H2O燃烧方式下，不同的水蒸气浓度对石灰石的钙转化率基本没有影响。

Abstract

A tube furnace(TF) and thermogravimetric analyzer(TGA) were used to investigate the indirect sulfation of limestone under O2/H2O combustion compared with O2/N2 and O2/CO2 combustion.It focused on the effects of combustion atmosphere and steam concentration on the calcium conversion ratio of the limestone.Besides

the sulfated products were collected for X-ray fluorescence(XRF)

X-ray powder diffraction(XRD)

pore structure characteristics and scanning electron microscopy(SEM) analysis.The results indicate that the indirect sulfation reaction has a negligible difference at the kinetically-controlled stage under different atmosphere but it is greatly enhanced at the diffusion-controlled stage under O2/H2O atmosphere compared with O2/N2 and O2/CO2 atmosphere.This is due to the fact that the presence of steam promotes the solid-state diffusion in the product layer.Besides

the calcium conversion ratio has no obvious increase when increasing the concentration of steam under O2/H2O atmosphere.

关键词

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O2/H2O燃烧方式下石灰石的间接硫化反应特性

Indirect sulfation characteristics of limestone under O2/H2O combustion atmosphere

DOI：10.11949/j.issn.0438-1157.20161246

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O₂/H₂O燃烧方式下石灰石的间接硫化反应特性

Indirect sulfation characteristics of limestone under O₂/H₂O combustion atmosphere