【技术汇】新型含镁渣环保脱硫剂的制备及其性能测试-第2页-北极星大气网

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1.2两种废料粒径测定及其脱硫效率分析

脱硫剂的粒径对脱硫效率有很大影响，Borgwardt、Ishihara、Howard、Gullett等对脱硫剂粒径的研究表明:脱硫反应最佳的孔径范围在5～20μm，当孔径＞20μm时，可用于硫化反应的孔隙比表面积和孔容积会急剧减少，脱硫反应效率降低;Kramlich等发现颗粒减小到1～2μm时对硫酸化反应有益，但低于这一尺寸则反而有害，1～2μm是小颗粒尺寸的极限。

为了探明两种废料的粒径分布情况，本文采用激光粒度分布仪，对废料A、B的粒径分布进行测定。

测试结果表明:废料A、废料B粒径在40μm以下的成分含量接近90%;当废料A的粒径＜40μm时，其中氧化镁的含量达到37%～39%;并且废料A、B粒径分布峰值在20μm。40μm以上仍有大量颗粒存在(图3、图4)。由于颗粒粒径在5～20μm时，镁基活性和钙基活性将大幅提高，有利于提高脱硫效率。因此在生产过程中，应根据原料的实际情况，通过研磨、风采等手段，统一原料的粒径，这样有利于脱硫反应的进行。

图3废料A的粒径分布

图4废料B的粒径分布

2 镁渣废料配比实验及分析

2.1废料混合水溶液的pH测定和配比

由于现有的湿法脱硫方式中所需水溶液的pH值应小于12，因此，获取pH值在12以下的水溶液是湿法脱硫的关键一步。

为了在实际应用中充分利用两种废料，现需测定二者之间不同配比时其溶液pH值的变化情况。实验取10g废料B与100mL蒸馏水混合，再加入不同质量的废料A充分混合，测得水溶液pH值的变化如表3所示。可见:当加入的A含量达到1.75g时，溶液的pH值达到12，此时的水溶液pH值处在较高的水平，可获得较好的脱硫效果。故本文采用A∶B=1.75∶10，也即7∶40的配比来配制新的脱硫剂。

表3 A和B混合水溶液pH值变化

由表3可以看出:废料A溶于水后呈现较强的碱性，混合水溶液加入一定比例的废料A，可使脱硫剂中和反应活性提高。

由于废料A和B的产量、溶于水的碱性以及脱硫活性存在差异，实验通过对废料A和B进行特定的混合配比7∶40制成一种新型的脱硫剂，并通过粒径控制及添加活性剂，使其水溶液pH值稳定在12以内。不仅克服了废料A产量少以及废料B活性低的缺点，而且形成了钙基和镁基共同作用的脱硫效应，可以代替传统使用的脱硫剂CaO，大大提高了脱硫效率。

2.2镁渣配比脱硫剂中和滴定实验

废料A和B的混合水溶液和硫酸反应主要的生成物包括MgSO4、CaSO4、CO2和H2O。水溶液和亚硫酸溶液反应主要的生成物包括MgSO3、CaSO3、CO2和H2O。实际脱硫过程水溶液是与亚硫酸溶液进行反应，生成MgSO3和CaSO3，进而通过曝气工艺，氧化成MgSO4和CaSO4。

若消耗相同量的水溶液，则对应消耗的硫酸溶液和亚硫酸溶液的量相同，且曝气工艺后亚硫酸溶液和硫酸溶液与废料发生反应的产物相同。考虑到亚硫酸的易挥发性，本文采用硫酸溶液与水溶液进行酸碱中和实验。

为测定已添加活性剂的两种废料水溶液消耗酸的能力，取10gA废料、10gB废料分别溶于100mL蒸馏水中，并将水溶液与1ml/L稀释硫酸溶液进行中和反应。现有工艺采用氧化钙作为脱硫剂时，中和反应后要求溶液pH=7，按此要求，两种废料中和反应后，消耗的稀硫酸量如表4所示。测试结果表明:废料A对酸溶液的中和能力明显强于废料B，相同质量废料A配制的水溶液消耗相同浓度稀硫酸几乎为废料B所配制水溶液的11倍。

表4 废料A和B分别对硫酸的消耗量

进而，将1.75gA废料和10gB废料的混合物溶于100mL蒸馏水中，中和滴定后pH值为7时，消耗的稀硫酸量如表4所示。计算可得:如按把3.5gA和20gB充分溶于200mL蒸馏水中后，可以消耗42.1mL稀硫酸，与使用10gA废料达到的脱硫效果相当。

上述实验效果在工程实际中得到验证，实际工程的脱硫塔直径4.0m，总高12m，脱硫浆液pH为12以内的条件下，中和后溶液的pH值控制在6.8，脱硫取得了较理想的效果，含硫量达到380mg/m3的烟气脱硫后降低到50mg/m3以内。

3 结论

针对皮江法冶镁废料作为脱硫剂应用的关键技术问题，对皮江法冶镁废料的特性、脱硫效果及脱硫剂配比等问题，进行了系统的实验测试和分析，提出的新型脱硫剂形成了钙基和镁基共同作用的脱硫效应，可以代替传统使用的脱硫剂，且大大提高了脱硫效率，降低了脱硫成本，实现了镁渣废料的无害化利用，具有良好的应用前景。主要结论如下:

1)从废料成分分析发现，冶镁工艺除尘器和还原炉中的废料成分能与亚硫酸进行反应，满足脱硫剂的基本要求。

2)废料粒径在40μm以下的成分含量接近90%，粒径分布峰值分别在20μm。但40μm以上仍有大量颗粒存在，研磨、风采等手段是提高脱硫反应效率的重要措施。

3)废料混合水溶液的pH测定和脱硫剂中和滴定实验表明:以除尘器废料A和还原炉废料B进行混合，以配比7∶40制成的新型脱硫剂，可较好满足脱硫剂水溶液的pH值要求，有效消耗亚硫酸成分，实现良好的脱硫效果，并得到了实际工程验证。

原标题：新型含镁渣环保脱硫剂的制备及其性能测试

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