石墨热分解CaSO4反应机理研究 论文

硫酸钙热分解反应机理研究是热化学领域的一个重要课题，尤其在工业炉窑的固硫性能改善方面具有重要的应用价值。本研究通过热重质谱试验和等效特征图谱法（ECSA），深入探讨了石墨参与的CaSO4热分解过程及其机理，为循环流化床锅炉等炉内脱硫技术提供了理论基础。在热分解过程中，硫酸钙（CaSO4）与石墨（C）发生化学反应，生成相应的分解产物。研究发现，石墨的加入会促进CaSO4的热分解，从而降低分解温度，并加快分解速率，缩短整个分解过程所需的时间。热重质谱实验显示，CaSO4的自分解反应发生在大约1100℃，但当有石墨存在时，这一分解温度可以降低到900℃左右。这一结果表明石墨的添加显著降低了CaSO4的分解温度，并提升了分解速率。等效特征图谱法是一种用于分析复杂反应系统的方法，通过该方法能够有效地解析出反应过程中的主要反应，并确定各反应的温度区间。本研究采用ECSA方法与热重质谱试验相结合，综合分析了石墨热分解CaSO4的反应过程，发现在900℃时石墨与CaSO4的摩尔比增加，会使得CaSO4的分解温度略有降低并趋于稳定。石墨热分解CaSO4反应中，生成的主要产物为氧化钙（CaO）和二氧化硫（SO2），而次要产物则包括二氧化碳（CO2）。这些产物的生成和分解反应在不同温度下具有不同的速率和特性。例如，900℃时，石墨的加入使得CaSO4的分解速率最高，但在反应过程中，CaO的生成反应程度相对较小，表明石墨参与的反应更为复杂。研究还发现，随着反应温度的升高，石墨热分解CaSO4的主要反应速率逐渐增大，但起始分解速率缓慢。随着石墨与CaSO4摩尔比的增加，生成CaSO4的温度降低至900℃左右。这一点说明了石墨在促进CaSO4热分解方面的积极作用。热重质谱试验不仅能够提供石墨参与CaSO4热分解的详细反应过程，而且能够帮助我们理解在不同温度下，石墨与CaSO4反应的动力学特性。通过水平管式炉试验和固体产物的表征分析，可以更加全面地了解石墨热分解CaSO4过程中的反应机理。以上研究结果对于提高循环流化床锅炉中的固硫性能具有重要的参考价值。通过深入研究石墨热分解CaSO4的机理，可以优化炉内脱硫工艺，提高固硫效率，减少SO2等有害气体的排放，对环境保护和工业炉窑的技术进步具有积极影响。