Mechanism of the sulphation of calcined limestone particles in combustion gases

Dennis, John S.; Hayhurst, A.N.

doi:10.1016/0009-2509(90)87111-5

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“…There is a large background of literature on the sulphation of CaO particles under combustion conditions [26][27][28][29][30][31][32][33][34][35][36][37][38][39]. However, there are several novel features in the CaL system of Figure 1 that have not yet been sufficiently dealt with in the literature.…”

Section: Figure 1 Principal Reactors Of a Cal System Integrated Withmentioning

confidence: 99%

Modelling of the kinetics of sulphation of CaO particles under CaL reactor conditions

Cordero

Alonso

2015

Fuel

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Furthermore it is demonstrated that the number of calcination carbonation cycles changes the sulphation patterns of the CaO from heterogeneous to homogeneous in all the limestones tested. For 50 carbonation calcination cycles and for particle sizes below 200 µm, the sulphation pattern is in all cases homogeneous. The sulphation rates were found to be first order with respect to SO 2 , and zero with respect to CO 2 . Steam was observed to have a positive effect only in the diffusion through the product layer controlled regime, as it leads to an improvement in the sulfation rates and effectiveness of the sorbent. Most of the experimental results of sulfation of highly cycled sorbents under all conditions can be fitted by means of the Random Pore Model (RPM) assuming that the kinetics and diffusion through the product layer of the CaSO 4 are the controlling regimes.

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Section: Figure 1 Principal Reactors Of a Cal System Integrated Withmentioning

confidence: 99%

Modelling of the kinetics of sulphation of CaO particles under CaL reactor conditions

Cordero

Alonso

2015

Fuel

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“…Os resultados obtidos são apresentados na Tabela 5 e as distribuições de diâmetros de poros na Figura 7. Observa-se que os resultados estão de acordo com o descrito na literatura, [3][4][5] principalmente com relação à área superficial BET. Assim, a metodologia de preparação de amostras proposta mostrou-se adequada para o estudo do processo de sulfatação interrompida, ou seja, com o aumento do tempo de sulfatação os poros das partículas da dolomita calcinada foram progressivamente bloqueados pelo produto CaSO 4 /MgSO 4 e a área superficial interna tornou-se inacessível.…”

Section: Proposta De Metodologia De Preparo Da Amostra Para O Estudo unclassified

“…2 Com a evolução do processo reativo, os poros das partículas de calcário calcinado são bloqueados pelo produto sulfatado, a área superficial interna torna-se inacessível e a efetividade da reação é então progressivamente reduzida ao longo do processo. [3][4][5] A mudança na estrutura morfológica durante a calcinação do calcário, que cria ou amplia os poros devido à liberação do dióxido de carbono (Equação 1), expõe maiores áreas superficiais para a reação de sulfatação (Equação 2).…”

Section: Introductionunclassified

Metodologia para o estudo da porosidade de dolomita em ensaio de sulfatação interrompida

Ávila¹,

Crnkovic²,

Milioli³

2010

Quím. Nova

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Recebido em 15/1/10; aceito em 21/5/10; publicado na web em 1/9/10 METHODOLOGY FOR THE STUDY OF THE DOLOMITE POROSITY IN ESSAY OF INTERRUPTED SULFATION. The aim of this work is to propose a methodology to evaluate the evolution of the pore blockage of limestone during the sulfation reaction. The experiments were performed for a national limestone (dolomite) with average particle size of 545 μm in interrupted sulfation tests were conducted at seven different times and at three different temperatures of the process. The empirical data were obtained from porosimetry tests to establish BET surface area, volume and average size of pore and distribution of pore sizes of the sulfated samples. Thermogravimetric tests were performed to evaluate the preparation methodology of the samples used in the porosimetry tests.Keywords: sulfation; limestone; porosimetry. INTRODUÇÃONa queima de carvão mineral em reatores de leito fluidizado, sorventes calcários são largamente empregados na remoção de óxidos de enxofre (SO x ) dos gases emitidos no processo. Estes são injetados na própria câmara de combustão promovendo a remoção in loco no mesmo ambiente em que são formados. 1Quando o calcário, composto basicamente de carbonatos de cálcio e de magnésio (CaCO 3 /MgCO 3 ), é alimentado no combustor de leito fluidizado, ocorrem simultaneamente reações de calcinação e de sulfatação. A primeira etapa da reação é endotérmica, correspondendo à decomposição térmica do carbonato (Equação 1).Através desta reação (Equação 1), forma-se o calcário calcinado que possui uma porosidade muito maior do que a do calcário natural.Em um ambiente de combustão de carvão, os óxidos de cálcio e de magnésio reagem com o dióxido de enxofre (SO 2 ) liberado no processo, formando principalmente sulfatos de cálcio e de magnésio (CaSO 4 /MgSO 4 ) (Equação 2).Na sulfatação os gases reagentes penetram no interior da partícula do calcário encontrando a superfície do sólido contendo CaO/MgO e é nesta interface que ocorre a sulfatação.2 Com a evolução do processo reativo, os poros das partículas de calcário calcinado são bloqueados pelo produto sulfatado, a área superficial interna torna-se inacessível e a efetividade da reação é então progressivamente reduzida ao longo do processo. 3-5A mudança na estrutura morfológica durante a calcinação do calcário, que cria ou amplia os poros devido à liberação do dióxido de carbono (Equação 1), expõe maiores áreas superficiais para a reação de sulfatação (Equação 2).Segundo ). 6A estrutura física do calcário é um fator crítico no processo de sulfatação deste, sendo que a porosidade desempenha um papel fundamental na taxa de sulfatação. Para obtenção de altas taxas de conversão em CaSO 4 , uma porosidade adequada deve existir de forma que o produto da sulfatação seja formado. Entretanto, pouco se sabe a respeito da mudança da estrutura física do sorvente calcário com a evolução do processo de sulfatação. 9Devido às características do processo de sulfatação, algumas propriedades físicas dos calcários, tal como porosidade, distribui...

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“…CaO) used to remove CO 2 from combustion gases [66] in the reaction CaO + CO 2  CaCO 3 . Another example is the use of the same sorbent to remove SO 2 from a fluidised bed combustor of coal or biomass [67] in the reaction CaO + SO 2 + ½ O 2  CaSO 4 . In both these examples, the chemical reaction promotes mixing of gas in the bubble and particulate phases by leading to a decreased flowrate of gas and smaller bubbles.…”

Section: Fig 10 Heareaboutsmentioning

confidence: 99%