高溫下高嶺土吸附K-Na-Pb化合物的機(jī)理研究.pdf

1、煤和生物質(zhì)(包含垃圾)等固體燃料中的堿/重金屬物質(zhì)在燃燒過程中易產(chǎn)生大量亞微米微顆粒物,排入大氣對人體健康造成嚴(yán)重危害;同時高溫?zé)煔庵械膲A金屬蒸氣也極易形成粘污腐蝕,影響電廠的正常運行,因此在這些燃料燃燒時需對煙氣中堿/重金屬含量進(jìn)行控制。本文旨在針對高嶺土吸附堿金屬、重金屬化合物的相關(guān)機(jī)理進(jìn)行研究,尤其是高嶺土同時吸附堿金屬、重金屬時的反應(yīng)過程。
　　本文先在熔點分析儀中觀察了高嶺土吸附K、Na、Pb化合物過程中隨溫度升高產(chǎn)物的

2、熔融情況,得到K/kaolin、Na/kaolin、Na/Pb/kaolin系統(tǒng)熔融發(fā)生的溫度分別在940℃、1000℃、1000℃附近,Na、Pb化合物同時存在時熔融加劇。接著在管式爐中進(jìn)行了800℃、1000℃、1200℃下高嶺土吸附K、Na、Pb化合物的實驗,考察了熔融初始階段和劇烈階段的微觀本質(zhì)、產(chǎn)物的晶體組成等情況,并對比研究了Na、Pb同時存在時對高嶺土吸附反應(yīng)的影響。結(jié)果表明:熔融的樣品微觀表現(xiàn)為高嶺土原樣層片狀結(jié)構(gòu)的瓦解

3、;熔融初始階段,Na抑制了高嶺土與Pb的反應(yīng),而Pb對高嶺土吸附Na的影響不明顯。
　　為了探究高嶺土吸附K、Na、Pb化合物在亞微米段的反應(yīng)機(jī)理,在沉降爐上進(jìn)行了熔融初始溫度段(<1100℃)的動態(tài)吸附實驗,通過反應(yīng)后產(chǎn)物的質(zhì)量粒徑分布分析了K、Na、Pb在各粒徑段的富集機(jī)理,并通過其濃度隨產(chǎn)物粒徑的分布規(guī)律討論了其與高嶺土的吸附反應(yīng)控制機(jī)理。結(jié)果表明,K、Na、Pb以均相成核及凝并方式富集于<1μm的顆粒中,而通過與高嶺土顆粒

4、進(jìn)行氣固反應(yīng)的方式出現(xiàn)在>1μm的顆粒中,另外還有一部分以異相冷凝方式存在于固體顆粒表面。Pb的存在導(dǎo)致Na與高嶺土的反應(yīng)機(jī)理在1.48～3.7μm粒徑范圍內(nèi)變成外部傳質(zhì)控制機(jī)理,而Na的存在使Pb與高嶺土的反應(yīng)機(jī)理在1～6μm范圍內(nèi)由傳質(zhì)控制機(jī)理變?yōu)榉磻?yīng)控制機(jī)理。
　　最后為了研究更高溫度下高嶺土對Na、Pb化合物的再吸附,在沉降爐上又進(jìn)行了1300℃下的單獨和同時吸附的實驗。結(jié)果表明此時產(chǎn)物熔融激烈,生成了低熔點的非晶體化合物