含堿工業(yè)廢棄物脫硫性能實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、目前，以煤炭為主要一次能源的國(guó)情決定了我國(guó)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(guó)環(huán)境污染的重點(diǎn)，其中控制含硫污染物排放是治理燃煤污染的一項(xiàng)重要內(nèi)容。隨著我國(guó)工業(yè)、經(jīng)濟(jì)以及社會(huì)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(huì)對(duì)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(duì)含堿工業(yè)廢棄物的脫硫性能進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)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(lái)自化工行業(yè)的堿渣、鹽泥、白泥、電石渣、水處理廢棄物，來(lái)自冶金行業(yè)的高爐渣、赤泥、鎂渣，來(lái)自電力行業(yè)的粉煤灰、爐渣作為實(shí)驗(yàn)物料，并選用石灰石和菱鎂礦兩種礦石作為對(duì)比物質(zhì)。本文實(shí)驗(yàn)結(jié)合不同的溫度特性研究了實(shí)驗(yàn)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(duì)實(shí)驗(yàn)廢棄物的脫硫機(jī)理進(jìn)行了研究。 首先，本文在800℃對(duì)所取各種實(shí)驗(yàn)物料的脫硫性能進(jìn)行了測(cè)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(duì)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(duì)篩選出的含堿工業(yè)廢棄物在800～1100℃高溫段的固硫性能進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。結(jié)果表明，堿渣、鹽泥、赤泥在800℃～850℃具有較強(qiáng)的脫硫能力，高溫下因?yàn)闊Y(jié)嚴(yán)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(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)廢棄物對(duì)

4、煤中硫析出的影響規(guī)律。結(jié)果表明，赤泥、堿渣、鹽泥對(duì)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(duì)煤中硫析出均具有較強(qiáng)的抑制作用。 為更好的分析高溫段實(shí)驗(yàn)廢棄物的固硫機(jī)理，采用XRD衍射技術(shù)對(duì)800℃和1100℃時(shí)的固硫煤渣進(jìn)行了物相分析。800℃時(shí)實(shí)驗(yàn)物料的主要固硫產(chǎn)物為CaSO<,4>，說(shuō)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(shí)各種實(shí)驗(yàn)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(shuō)明產(chǎn)物主要以復(fù)鹽的形式存在。采用壓氮法對(duì)實(shí)驗(yàn)廢棄物的孔結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析，研究表明除高爐渣外其他實(shí)驗(yàn)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(jìn)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(shí)驗(yàn)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(duì)實(shí)驗(yàn)物料在500℃和800℃時(shí)的脫硫產(chǎn)物進(jìn)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(yán)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(shí)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(shí)驗(yàn)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(yán)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(duì)實(shí)驗(yàn)物料的脫硫性能進(jìn)行了研究。結(jié)果表明，菱鎂礦脫硫效率高，脫硫時(shí)間長(zhǎng)，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