含堿工業(yè)廢棄物脫硫性能實驗研究.pdf

1、目前，以煤炭為主要一次能源的國情決定了我國燃煤火力發(fā)電在電力工業(yè)中占據(jù)著主體性地位，由此造成的燃煤污染成為我國環(huán)境污染的重點，其中控制含硫污染物排放是治理燃煤污染的一項重要內(nèi)容。隨著我國工業(yè)、經(jīng)濟以及社會的發(fā)展，工業(yè)廢棄物大量排放，不但占用土地和空間，而且還會對環(huán)境造成污染。本文以高溫固硫、中溫?zé)煔饷摿?、濕法煙氣脫硫的工業(yè)應(yīng)用為目的，結(jié)合不同溫度特性對含堿工業(yè)廢棄物的脫硫性能進行了實驗研究。 本文選取了山東省內(nèi)主要工業(yè)行業(yè)的含

2、堿固體廢棄物包括來自化工行業(yè)的堿渣、鹽泥、白泥、電石渣、水處理廢棄物，來自冶金行業(yè)的高爐渣、赤泥、鎂渣，來自電力行業(yè)的粉煤灰、爐渣作為實驗物料，并選用石灰石和菱鎂礦兩種礦石作為對比物質(zhì)。本文實驗結(jié)合不同的溫度特性研究了實驗物料的脫硫性能，并借助比表面積與孔結(jié)構(gòu)分析儀、XRD衍射技術(shù)、熱重分析法對實驗廢棄物的脫硫機理進行了研究。 首先，本文在800℃對所取各種實驗物料的脫硫性能進行了測定，結(jié)果表明，鹽泥、堿渣、赤泥、白泥、電石渣

3、、水處理廢棄物的硫容明顯高于對比物質(zhì)石灰石，固硫性能良好，而高爐渣、鎂渣、粉煤灰和爐渣幾乎沒有固硫能力。 對篩選出的含堿工業(yè)廢棄物在800～1100℃高溫段的固硫性能進行了實驗研究。結(jié)果表明，堿渣、鹽泥、赤泥在800℃～850℃具有較強的脫硫能力，高溫下因為燒結(jié)嚴重而幾乎喪失固硫能力。白泥和電石渣在該溫度段具有優(yōu)于其它實驗物料的脫硫性能。水處理廢棄物在高溫段的固硫能力幾乎不受溫度影響。在該溫度段研究了固硫效果較好的實驗廢棄物對

4、煤中硫析出的影響規(guī)律。結(jié)果表明，赤泥、堿渣、鹽泥對低溫硫的析出有很好的捕捉作用，當(dāng)溫度升至1000℃后其固硫性能變差。白泥、電石渣在800～1000℃對煤中硫析出均具有較強的抑制作用。 為更好的分析高溫段實驗廢棄物的固硫機理，采用XRD衍射技術(shù)對800℃和1100℃時的固硫煤渣進行了物相分析。800℃時實驗物料的主要固硫產(chǎn)物為CaSO<,4>，說明參加脫硫反應(yīng)的主要為鈣基物質(zhì)，而堿渣和鹽泥的固硫煤渣中還含有MgSO<,4>，表

5、明其中的鎂基物質(zhì)也參加了固硫反應(yīng)。1100℃時各種實驗物料的主要固硫產(chǎn)物為Ca<,3>Al<,6>O<,12>·CaSO<,4>和Ca<,5>(SiO<,4>)<,2>SO<,4>，僅有少量的CaSO<,4>，說明產(chǎn)物主要以復(fù)鹽的形式存在。采用壓氮法對實驗廢棄物的孔結(jié)構(gòu)進行了分析，研究表明除高爐渣外其他實驗廢棄物均具有良好的孔結(jié)構(gòu)，其比表面積、比孔容積、總孔隙率均優(yōu)于石灰石，有利于顆粒內(nèi)部固硫反應(yīng)的進行。其次，本文研究了含堿工業(yè)廢棄物在

6、400～800℃中溫段的脫硫性能。結(jié)果表明，在該溫度段實驗物料的硫容均隨溫度的升高而增大。鹽泥、堿渣、赤泥在該溫度段具有較好的脫硫性能。采用XRD衍射技術(shù)對實驗物料在500℃和800℃時的脫硫產(chǎn)物進行了物相分析。結(jié)果表明，500℃白泥、電石渣、石灰石脫硫產(chǎn)物中含有大量的CaCO<,3>，表明碳化反應(yīng)很嚴重，參與脫硫反應(yīng)的鈣基物質(zhì)減少，使其脫硫性能變差。800℃時鹽泥、堿渣中的鎂基物質(zhì)均參與了脫硫反應(yīng)，提高了二者的脫硫能力。熱分析實驗研究

7、表明，石灰石、白泥、電石渣在低溫段的碳化反應(yīng)很嚴重。而堿渣、鹽泥、赤泥、水處理廢棄物的脫硫反應(yīng)幾乎不受CO<,2>的影響。菱鎂礦在500～600℃參加脫硫反應(yīng)的MgO很少，在700℃以上才有明顯的反應(yīng)。 最后，在濕法煙氣脫硫的條件下，采用碘量法對實驗物料的脫硫性能進行了研究。結(jié)果表明，菱鎂礦脫硫效率高，脫硫時間長，表現(xiàn)出最好的脫硫性能，其次為電石渣，石灰石，白泥，鎂渣，鹽泥，赤泥，堿渣；而粉煤灰、爐渣、高爐渣、水處理廢棄物的脫