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Chemisorption and physisorption of fine particulate matters on the floating beads during Zhundong coal combustion
Fuel Processing Technology ( IF 7.5 ) Pub Date : 2020-04-01 , DOI: 10.1016/j.fuproc.2019.106310 Jing Zhao , Yufeng Zhang , Xiaolin Wei , Teng Li , Yu Qiao
Fuel Processing Technology ( IF 7.5 ) Pub Date : 2020-04-01 , DOI: 10.1016/j.fuproc.2019.106310 Jing Zhao , Yufeng Zhang , Xiaolin Wei , Teng Li , Yu Qiao
Abstract Floating beads rich in silica-aluminum oxide are hollow glass microspheres that can be obtained from fly ash by flotation. Floating beads have the advantages of high yield, low cost and easy access in the power plants or industrial kilns and are used as the sorbent for reducing the fine particulate matter (PM) emissions during pulverized coal combustion in this work. The pulverized coals mixed with floating beads are burned in an electrically heated drop-tube furnace at 1573 K. The size distribution and yield of PM are analyzed by an electrical low pressure impactor (LPI). The results indicate that the internal mineral elements, especially Na/K, Ca, and S, form a large amount of PM during pulverized coal combustion and floating beads can efficiently reduce PM formation via chemisorption and physisorption. With floating beads addition, the yield of ultrafine mode particles (PM0.5), mainly consisted of Na/K and S, decreases by 55.76%, and the yield of central mode particles (PM0.5–7), mainly consisted of Ca, Fe and Si, decreases by 21.7%. The surface reaction (chemisorption) between mineral vapors and sorbent particles reduces the PM0.5 emissions, and PM0.5+ can be reduced by the particles colliding and coalescing (physisorption), resulting in aluminosilicates on the surface of the sorbents. The results gained from characterization tests show that floating beads have more active sites and free silicon dioxides due to the broken Si O and Al O bonds after high-temperature calcination, thereby promoting the capture of mineral vapors such as alkali metals.
中文翻译:
准东煤燃烧过程中浮珠对细颗粒物的化学吸附和物理吸附
摘要 富含硅铝氧化物的浮珠是可以从粉煤灰中通过浮选获得的空心玻璃微球。浮珠具有产量高、成本低、在电厂或工业窑炉中使用方便等优点,在这项工作中用作减少煤粉燃烧过程中细颗粒物(PM)排放的吸附剂。混合有浮珠的粉煤在 1573 K 的电加热管式炉中燃烧。 PM 的尺寸分布和产量通过电动低压冲击器 (LPI) 进行分析。结果表明,煤粉燃烧过程中,内部矿物元素,尤其是Na/K、Ca和S形成大量PM,浮珠可通过化学吸附和物理吸附有效减少PM的形成。加上浮珠,主要由Na/K和S组成的超细模式粒子(PM0.5)的产率下降了55.76%,主要由Ca、Fe和Si组成的中心模式粒子(PM0.5-7)的产率,下降 21.7%。矿物蒸气和吸附剂颗粒之间的表面反应(化学吸附)减少了 PM0.5 的排放,PM0.5+ 可以通过颗粒碰撞和聚结(物理吸附)减少,从而在吸附剂表面形成铝硅酸盐。表征测试结果表明,由于高温煅烧后Si O和Al O键断裂,浮珠具有更多的活性位点和游离二氧化硅,从而促进了对碱金属等矿物蒸气的捕获。主要由Ca、Fe和Si组成的中心模式粒子(PM0.5-7)的产率下降了21.7%。矿物蒸气和吸附剂颗粒之间的表面反应(化学吸附)减少了 PM0.5 的排放,PM0.5+ 可以通过颗粒碰撞和聚结(物理吸附)减少,从而在吸附剂表面形成铝硅酸盐。表征测试结果表明,由于高温煅烧后Si O和Al O键断裂,浮珠具有更多的活性位点和游离二氧化硅,从而促进了对碱金属等矿物蒸气的捕获。主要由Ca、Fe和Si组成的中心模式粒子(PM0.5-7)的产率下降了21.7%。矿物蒸气和吸附剂颗粒之间的表面反应(化学吸附)减少了 PM0.5 的排放,PM0.5+ 可以通过颗粒碰撞和聚结(物理吸附)减少,从而在吸附剂表面形成铝硅酸盐。表征测试结果表明,由于高温煅烧后Si O和Al O键断裂,浮珠具有更多的活性位点和游离二氧化硅,从而促进了对碱金属等矿物蒸气的捕获。5+ 可以通过颗粒碰撞和聚结(物理吸附)而减少,从而在吸附剂表面形成铝硅酸盐。表征测试结果表明,由于高温煅烧后Si O和Al O键断裂,浮珠具有更多的活性位点和游离二氧化硅,从而促进了对碱金属等矿物蒸气的捕获。5+ 可以通过颗粒碰撞和聚结(物理吸附)而减少,从而在吸附剂表面形成铝硅酸盐。表征测试结果表明,由于高温煅烧后Si O和Al O键断裂,浮珠具有更多的活性位点和游离二氧化硅,从而促进了对碱金属等矿物蒸气的捕获。
更新日期:2020-04-01
中文翻译:
准东煤燃烧过程中浮珠对细颗粒物的化学吸附和物理吸附
摘要 富含硅铝氧化物的浮珠是可以从粉煤灰中通过浮选获得的空心玻璃微球。浮珠具有产量高、成本低、在电厂或工业窑炉中使用方便等优点,在这项工作中用作减少煤粉燃烧过程中细颗粒物(PM)排放的吸附剂。混合有浮珠的粉煤在 1573 K 的电加热管式炉中燃烧。 PM 的尺寸分布和产量通过电动低压冲击器 (LPI) 进行分析。结果表明,煤粉燃烧过程中,内部矿物元素,尤其是Na/K、Ca和S形成大量PM,浮珠可通过化学吸附和物理吸附有效减少PM的形成。加上浮珠,主要由Na/K和S组成的超细模式粒子(PM0.5)的产率下降了55.76%,主要由Ca、Fe和Si组成的中心模式粒子(PM0.5-7)的产率,下降 21.7%。矿物蒸气和吸附剂颗粒之间的表面反应(化学吸附)减少了 PM0.5 的排放,PM0.5+ 可以通过颗粒碰撞和聚结(物理吸附)减少,从而在吸附剂表面形成铝硅酸盐。表征测试结果表明,由于高温煅烧后Si O和Al O键断裂,浮珠具有更多的活性位点和游离二氧化硅,从而促进了对碱金属等矿物蒸气的捕获。主要由Ca、Fe和Si组成的中心模式粒子(PM0.5-7)的产率下降了21.7%。矿物蒸气和吸附剂颗粒之间的表面反应(化学吸附)减少了 PM0.5 的排放,PM0.5+ 可以通过颗粒碰撞和聚结(物理吸附)减少,从而在吸附剂表面形成铝硅酸盐。表征测试结果表明,由于高温煅烧后Si O和Al O键断裂,浮珠具有更多的活性位点和游离二氧化硅,从而促进了对碱金属等矿物蒸气的捕获。主要由Ca、Fe和Si组成的中心模式粒子(PM0.5-7)的产率下降了21.7%。矿物蒸气和吸附剂颗粒之间的表面反应(化学吸附)减少了 PM0.5 的排放,PM0.5+ 可以通过颗粒碰撞和聚结(物理吸附)减少,从而在吸附剂表面形成铝硅酸盐。表征测试结果表明,由于高温煅烧后Si O和Al O键断裂,浮珠具有更多的活性位点和游离二氧化硅,从而促进了对碱金属等矿物蒸气的捕获。5+ 可以通过颗粒碰撞和聚结(物理吸附)而减少,从而在吸附剂表面形成铝硅酸盐。表征测试结果表明,由于高温煅烧后Si O和Al O键断裂,浮珠具有更多的活性位点和游离二氧化硅,从而促进了对碱金属等矿物蒸气的捕获。5+ 可以通过颗粒碰撞和聚结(物理吸附)而减少,从而在吸附剂表面形成铝硅酸盐。表征测试结果表明,由于高温煅烧后Si O和Al O键断裂,浮珠具有更多的活性位点和游离二氧化硅,从而促进了对碱金属等矿物蒸气的捕获。