干法半干法脱硫灰调理剂对南方酸性土壤的改良效果及安全性能评估

摘要

干法半干法脱硫工艺是近年发展起来的新型脱硫技术，具有流程简单、投资少、运行费用低和无污水排放等优点。但脱硫后的副产物——脱硫灰的生成量却较大，组成上以亚硫酸钙、硫酸钙、残余脱硫剂和部分粉煤灰为主。目前对这类脱硫灰的研究尚不多，如何有效加以资源化利用已成为当前急需解决的重要课题，也是制约相关烟气脱硫技术发展的关键因素。与此同时我国钾肥缺乏，可溶性钾矿资源极其匮乏，且分布不均。然而我国不溶性钾矿石资源丰富，分布广泛，尤其是钾长石。
　　 文中简述了利用该类脱硫灰热分解钾长石，生产以钾、钙、硅和镁为主要元素的土壤调理剂的制备过程。得出了最佳的物料配比和焙烧条件。利用广州恒运集团公司产出的脱硫灰与钾长石进行复合，在1050℃下焙烧2 h，可制成烧成物——脱硫灰土壤调理剂，其中有效组分K2O达6．49％、有效CaO达32．28％、SiO2达13．83％、MgO达1．68％。
　　 将制成的脱硫灰调理剂与邯郸马头电厂，广州恒运电厂的二种脱硫灰一起，进行不同pH值条件下的浸出实验。实验结果得出：三种样品的重金属As、Cr、Cu、Mo、Ni、Pb、Zn、Cd含量均远远小于国家标准，可以在农业上安全使用；与单纯的脱硫灰相比，脱硫灰调理剂中含有更多的有益元素如Ca、Mg、Fe、Si，尤其是K，这些可以弥补南方土壤中这些元素的严重匮乏。
　　 通过对南方红壤和赤红壤改良的盆栽高粱实验得出，与其他改良剂相比脱硫灰调理剂对南方酸性土壤的改良效果最好。施用后作物鲜重鲜重增加了55．2％～149％，干重增加了47．2％～156．6％，茎高增加了7．04％～27．4％，茎粗增加了4．7％～59．2％。土壤pH值增加了0．5个单位，土壤容重减少0．03g·cm-3，田间持水率增加0．87％，有机质和有效养分都得到不同程度的增加。
　　 大田玉米种植实验得出：脱硫灰调理剂的农田最佳施用质量比为1‰。在此施用量下，玉米干重生物量增加了近22％，玉米产量增加了近12％，土壤的结构和理化性质有较好的改良效果。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章 绪论

1.1 课题的研究背景

1.2 课题的主要研究内容

1.3 课题的技术路线

1.4 课题的意义

1.5 课题的特点与创新

第二章 干法半干法脱硫工艺简述及其产出脱硫灰综合利用现状

2.1 干法半干法脱硫工艺简介

2.1.1 喷雾干燥法(SDA)

2.1.2 炉内喷钙尾部增湿活化脱硫工艺(LIFAC)

2.1.3 循环流化床烟气脱硫技术(CFB)

2.1.4 荷电千式喷射脱硫法(CDSI)

2.2 干法半干法脱硫灰综合利用现状

2.2.1 干法半干法脱硫灰综合利用现状

2.2.2 干法半干法脱硫灰利用过程中的限制因素分析

2.3 本章小结

第三章 我国钾肥的短缺和不溶性钾矿的资源分布及综合利用现状

3.1 我国钾肥短缺现状

3.2 我国不溶性钾矿石的资源分布

3.3 我国钾肥供应对策

3.4 国内外不溶性钾矿石的综合利用现状

3.4.1 国内不溶性钾矿资源综合利用现状

3.4.2 国外不溶性钾矿资源综合利用现状

3.5 本章小结

第四章 脱硫灰和钾长石的组成及理化性质研究

4.1 脱硫灰和钾长石的来源及产出状况

4.2 脱硫灰和钾长石的化学和矿物组成

4.3 脱硫灰的理化性质分析

4.4 本章小结

第五章 脱硫灰与钾长石高温焙烧制备脱硫灰调理剂

5.1 实验原理

5.2 实验物料和设备

5.3 焙烧条件的选择

5.4 烧成物中有效成分分析

5.5 烟气脱硫灰渣中亚硫酸盐的热分解问题

5.6 反应产物可能对环境的影响效应及成本分析

5.7 本章小结

第六章 不同pH值条件下脱硫灰调理剂的浸出对比实验及安全性能评估

6.1 样品的来源与理化性质

6.2 实验部分

6.2.1 实验样品pH值测定

6.2.2 实验步骤

6.2.3 实验样品滤液分析及结果

6.3 实验结果分析与讨论

6.3.1 不同的pH环境对实验样品有效元素浸出浓度的影响

6.3.2 不同的pH环境对实验样品重金属浸出浓度的影响

6.3.3 实验样品农业应用的安全及有效性能评估

6.4. 本章小结

第七章 脱硫灰调理剂对南方酸性土壤改良实验

7.1 南方酸性土壤现状及改良措施

7.1.1 南方酸性土壤分布及状态

7.1.2 南方土壤酸化的成因

7.1.3 土壤酸化对农业生产的影响

7.1.4 国内外对酸性土壤的改良措施

7.2 高粱盆栽实验效果研究

7.2.1 试验材料

7.2.2 试验设计

7.2.3 测定项目

7.2.4 结果与分析

7.3 玉米大田种植实验效果研究

7.3.1 试验设计

7.3.2 实验物料分析

7.3.3 大田玉米生长状况及其结果分析

7.3.4 大田土壤理化性质影响及分析

7.3.5 玉米产量和生物量测量分析

7.3.6 玉米重金属含量及土壤环境安全评估

7.4 本章小结

结论

参考文献

硕士学位期间取得的研究成果

致 谢