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Keywords:

  • sorption;
  • SO2;
  • dry scrubbing;
  • pore diffusion;
  • breakthrough;
  • air pollution

Abstract

Sorption of sulfur dioxide (SO2) was carried out on calcium-based sorbents under dynamic conditions in a fixed bed. The experimental conditions were reaction temperature (700 to 1000°C), SO2 concentration (1000-10 000 ppm), sorbent particles size (1 to 2 mm) and the types of sorbents (hydroxide or carbonate). The sorption process was found to be effective at low concentration levels (less than 10 000 ppm) as the breakthrough time significantly decreased with increase in concentration. The maximum removal of SO2 was observed at a reaction temperature of 950°C. The hydroxide-based sorbents of relatively smaller particle size were found to exhibit superior sorption performance in terms of longer breakthrough time and higher sulfate conversion. A mathematical model developed, assuming a porous structure of the sorbent materials, attributed the low sulfation conversion during SO2 sorption due to a pore diffusion mechanism.

On décrit dans ce travail une étude expérimentale et théorique sur la sorption du dioxyde de soufre (SO2) dans des conditions dynamiques par des sorbants à base de calcium dans un lit fixe. On a effectué l'analyse de la coupure du SO2 en fonction de la température de réaction (700-1000°C), de la concentration de SO2 (1000-10 000 ppm), de la taille des particules (1-2 mm) et des types de sorbants (hydroxyde ou carbonate). Le procédé de sorption s'avère adéquat à de faibles concentrations (moins de 10000 ppm) tandis que le temps de coupure diminue significativement avec l'augmentation de la concentration. Le retrait maximum de SO2 a été observé à une température de réaction de 950°C. On a trouvé que les sorbants à base d'hydroxyde qui avaient des tailles de particules relativement petites montraient une performance de sorption supérieure avec un temps de coupure plus long et une plus grande conversion de sulfate. Un modèle mathématique mis au point dans cette étude, supposant une structure poreuse des matériaux des sorbants, attribue la faible conversion de sulfate lors de la sorption du SO2 à un mauvais mécanisme de diffusion.