氟鋁雜質(zhì)離子和有機(jī)酸添加劑對(duì)脫硫石膏結(jié)晶過程的影響實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、隨著我國(guó)燃煤電廠煙氣二氧化硫的排放控制全面鋪開，鈣基濕法煙氣脫硫工藝技術(shù)廣泛應(yīng)用并占據(jù)主導(dǎo)地位，伴隨裝置運(yùn)行產(chǎn)生了大量的脫硫石膏。脫硫石膏的結(jié)晶生成過程是濕法脫硫工藝的重要環(huán)節(jié)，關(guān)系到系統(tǒng)的物料平衡和運(yùn)行穩(wěn)定性，同時(shí)，其產(chǎn)物品質(zhì)直接影響其資源化利用的方式和水平。了解脫硫石膏結(jié)晶過程規(guī)律，優(yōu)化相應(yīng)工藝控制，對(duì)保障脫硫副產(chǎn)品品質(zhì)，減降脫硫系統(tǒng)運(yùn)行成本有現(xiàn)實(shí)意義?；趯?duì)濕法脫硫工藝特點(diǎn)和已有研究的分析，本文對(duì)二水硫酸鈣結(jié)晶的主要影響因素進(jìn)行了

2、研究，重點(diǎn)探討了鈣基濕法煙氣脫硫體系中氟、鋁雜質(zhì)離子及常用有機(jī)酸等強(qiáng)化脫硫添加劑對(duì)二水硫酸鈣結(jié)晶誘導(dǎo)時(shí)間、成核速率、晶體表面能及產(chǎn)物形貌的影響。
　　采用反應(yīng)結(jié)晶的實(shí)驗(yàn)方法，結(jié)合地球化學(xué)模擬軟件 PHREEQC計(jì)算獲得的離子活度積、溶度積以及過飽和指數(shù)等熱力學(xué)參數(shù)，對(duì)二水硫酸鈣結(jié)晶的主要影響因素進(jìn)行了研究。結(jié)果表明：實(shí)驗(yàn)條件下，溫度、[Ca2+]/[SO42-]摩爾比、反應(yīng)物濃度是影響二水硫酸鈣結(jié)晶的關(guān)鍵因素，而反應(yīng)溶液pH的影響

3、不明顯。溫度升高會(huì)大大縮短結(jié)晶誘導(dǎo)時(shí)間，且較高溫度下(55℃)晶體生長(zhǎng)得更為粗壯和均勻；[Ca2+]/[SO42-]摩爾比和反應(yīng)物濃度的改變使得溶液的離子活度積、過飽和度發(fā)生變化，從而影響結(jié)晶誘導(dǎo)時(shí)間和晶體形貌，適中的過飽和條件（S=2.19左右）更有利于形成飽滿且尺寸分布均勻的晶體。
　　結(jié)合經(jīng)典晶體成核理論，研究了雜質(zhì)離子氟和鋁離子以及常用有機(jī)酸脫硫添加劑(甲酸、己二酸、丁二酸、戊二酸、混合酸以及檸檬酸等)對(duì)二水硫酸鈣結(jié)晶誘導(dǎo)

4、時(shí)間、成核速率、晶體表面能及產(chǎn)物形貌的影響。結(jié)果表明：氟、鋁離子不僅會(huì)縮短二水硫酸鈣結(jié)晶的誘導(dǎo)時(shí)間，降低結(jié)晶成核速率，提高晶體表面能，還會(huì)抑制晶體特定晶面的生長(zhǎng)，從而改變結(jié)晶產(chǎn)物的形貌；其影響機(jī)理符合誘導(dǎo)結(jié)晶原理，即溶液中氟、鋁離子會(huì)導(dǎo)致二水硫酸鈣的成核方式由均相成核向非均相成核轉(zhuǎn)變?？疾斓牧N添加劑中，除甲酸外，其他五種有機(jī)酸均對(duì)二水硫酸鈣結(jié)晶誘導(dǎo)時(shí)間有延遲作用，其中丁二酸、檸檬酸的作用最強(qiáng)；有機(jī)酸添加劑還會(huì)提高二水硫酸鈣結(jié)晶的成核速