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煤炭是我国的主要能源,在今后相当长一段时间内,我国以煤为主的能源结构不会发生改变。我国燃煤存在两大问题,首先是煤燃烧不完全,飞灰和灰渣中含碳量高,能源利用率低;其次是燃煤排放大量二氧化硫,造成严重的大气污染。本论文针对燃煤存在的上述问题展开了对于动力煤的催化固硫剂的研究。目的在于实现煤炭洁净、高效燃烧利用。为了充分利用我省西部大范围的高灰高硫劣质煤资源,选择中小型流化床锅炉燃烧是其主要发展方向。本论文选取具有代表性的高灰高硫动力煤—嘉里煤作为研究对象,模拟流化床燃烧条件和采用热重分析法,研究了碱金属、碱土金属及过渡金属氧化物及盐类:Na2O2、NaCl、Na2CO3、NaNO3、CaO、MgO、Ba(NO3)2、MnO2、Fe2O3、ZnO和Fe(NO3)3在流化床条件下对煤燃烧的催化固硫作用,结论如下:Na2O2、NaCl、Na2CO3、NaNO3、CaO、MgO、Ba(NO3)2、MnO2、Fe2O3、ZnO和Fe(NO3)3对动力煤都有催化固硫作用,其固硫效果从大到小依次为:ZnO、Ba(NO3)2、NaNO3、MnO2、CaO、Fe2O3、Na2CO3、NaCl、MgO、Na2O2、Fe(NO3)3;催化助燃效果从大到小依次为:MnO2、NaNO3、Fe2O3、NaCl、CaO、MgO、ZnO、Na2CO3;综合国内外已有研究结论和本论文研究结论,开发了廉价高效的动力煤催化固硫剂ADD-1、ADD-3,其添加量为原煤质量的5%时,燃煤固硫率分别为:38.2%、37.8%;煤燃烬率由44.91%分别提高到51.21%、55.10%;煤着火温度从449oC分别降低到441oC、438oC;煤最大燃烧速率从0.310%/oC分别提高到0.357%/oC、0.401%/oC。运用热重分析仪和扫描电镜分别探讨了煤燃烧反应动力学及煤燃烧后灰渣的孔隙结构,发现催化固硫剂有催化助燃作用的原因是其降低了动力煤燃烧反应表观活化能,使燃烧反应在较低的能量环境下进行;提高固硫率的原因是其改变了煤灰的孔隙结构,使灰渣呈非常疏松蜂窝状,有利于二氧化硫的扩散和固硫反应的进行,催化固硫剂本身可以与煤中的硫发生化学反应且在固硫反应过程中其各组分之间会发生协同作用,从而有较好的催化固硫效果。