碱基工业废弃物用于液柱塔湿法脱硫的试验研究

作     者：万小涛 

作者单位：山东大学 

学位级别：硕士

导师姓名：路春美

授予年度：2010年

学科分类：083002[工学-环境工程] 0830[工学-环境科学与工程（可授工学、理学、农学学位）] 08[工学] 

主      题：碱基工业废弃物 液柱塔 湿法脱硫 掺混 XRD 

摘      要：目前,以煤炭为主要一次能源的国情决定了我国燃煤火力发电在电力工业中占据着主体性地位,由此造成的燃煤污染一直是我国环境污染的重点,其中控制硫氧化物的排放是治理燃煤污染的一项重要内容,而湿法烟气脱硫以其技术成熟、脱硫效率高等优点在燃煤火力发电厂得到广泛的应用。大量固体工业废弃物堆积排放,污染周边环境,若能利用其脱硫,不仅可以减少废弃物堆积造成的环境污染,还能降低脱硫成本,环境利益和经济效益都非常可观。因此,本文将对碱基工业废弃物用于液柱塔烟气脱硫的脱硫特性进行了试验研究。 液柱塔烟气脱硫技术作为一种新兴的烟气脱硫技术,近几年快速发展。它的特点为气液传质充分,脱硫效率高,结垢可能性小,系统结构简单,投资少,维护方便且易控制,运行稳定可靠。但目前尚处于工程试验阶段,对碱基工业废弃物用于液柱塔烟气脱硫还没有进行系统研究,因此本文设计搭建了液柱塔式湿法脱硫试验台进行试验研究。 本文选取了山东省内几个典型工业行业的工业废弃物,其SiO2、Al2O3、Fe2O3、Na+、Cl+等的含量各不相同,以便研究这些成分对脱硫特性的影响。本文选取的试验物料包括聊城化肥厂的盐泥、齐鲁石化氯碱厂盐泥、泉林纸业的白泥、章丘安国气体厂的电石渣、淄博乾诚的废渣、临汾万有化工的嘌呤废渣、山东铝业公司的烧结法赤泥、山东铝业公司的拜耳法赤泥和信发铝业的赤泥,并选用临沂罗西制粉厂的石灰石作为对比物质。 首先,本文采用化学分析方法,测定分析了所取试验物料的化学成分。实验物料依据CaO含量的高低而确定,试验只采用了CaO含量超过30%的被测物料进行XRD衍射分析物相成分。分析发现：电石渣、石灰石、白泥中、盐泥和赤泥中以CaCO3、Ca（OH）2和Mg（OH）2形态存在的钙和镁都可以参与脱硫反应,而赤泥中以Ca2SiO4形态存在的钙不参与脱硫反应。几种脱硫剂脱硫前后没有有毒物质存在和产生。研究认为：实验工业废弃物中电石渣、白泥、盐泥和赤泥都可作为湿法脱硫剂应用。 其次,本文将筛选出的可作为湿法脱硫剂的废弃物用于液柱塔湿法脱硫,并对其脱硫特性进行了研究。针对工业废弃物自身以及湿法脱硫系统环境的特点,对塔内风速、液气比、浆液pH值等因素对脱硫剂脱硫特性的影响进行了试验研究,以确定工业废弃物用于液柱塔湿法脱硫时的最佳运行参数。结果表明：在研究范围内,塔内最佳风速在2.7m／s左右,建议电石渣、盐泥、赤泥、白泥和石灰石的液气比在16L／m3～17 L／m3之间,pH值分别在8～10、6.5～7.5、7.5～9、5.5～6和5.5～6之间时为最佳。 最后,本文对碱基工业废弃物及所选石灰石两两混合用于液柱塔湿法脱硫时的脱硫特性进行了研究。结果表明：白泥对石灰石湿法脱硫影响不明显;电石渣、盐泥和赤泥都不宜与石灰石混合用于湿法脱硫;盐泥和赤泥不宜与电石渣混合用于湿法脱硫;赤泥可以与盐泥混合配比用于湿法脱硫,且质量比为7：3时最佳。分析认为：Ca（OH）2、SiO2和Cl-的存在会阻碍CaCO3的电离,使得混合脱硫剂的脱硫效率降低;Mg2+和Fe2O3能够提高石灰石的脱硫效率。