氨碱厂碱渣用于锅炉烟气脱硫的技术研究

摘要

氨碱法生产纯碱需排放大量的蒸馏废液,废液经自然澄清和压滤后可得到含水率约50％的碱渣。碱渣堆积在地面形成白埝,不仅占有宝贵的陆地资源,还会对周边的土地、树木及地下水资源造成污染。氨碱厂碱渣的综合利用技术目前可归纳为五个大的方面：工程土、水泥等建筑材料、农用土壤改良剂、高效脱硫剂开发及水产养殖的水质改良剂等其他精细化工用研究。本文在对各类综合利用技术进行全面系统归纳的同时,对各类技术的具体工艺方法也进行了较详细的阐述。 本文介绍了广东碱业公司采用碱渣粉进行锅炉烟气干法脱硫研究的技术。压滤后的湿碱渣经过干燥、磨粉和筛分等程序后,得到颗粒小于200目的碱渣颗粒。将这些颗粒运用到垃圾焚烧场的循环流化床,加以雾化喷水增湿,可取得良好的脱硫效果。 本文详细探讨了碱渣浆液用于锅炉烟气湿法脱硫的技术。 单纯用一定固液(水)配比的碱渣浆液,模仿石灰石-石膏湿法脱硫工艺,进行碱渣浆液脱硫过程及效果的研究是国内首创。经研究,经过CO2中和后的蒸馏废液压滤后得到的碱渣的主成分是碳酸钙,还含有少量的CaO、MgCO3、CaSO4及氯化物等,加上碱渣在浆液中的颗粒状态非常细小,可以取代石灰石粉进行烟气脱硫。 在碱渣浆液烟气脱硫效果的实验室研究中,将模拟烟气送入装有碱渣浆液的吸收瓶内进行脱硫反应；充分反应后出来的气体依次通入装有SO2吸收液(NaOH溶液)的多个吸收瓶进行余气的吸收。SO2入气总量通过气体流量计及通入时间得出,经过碱渣浆液脱硫后的余气SO2含量通过收集NaOH吸收液,用直接碘量法滴定确定；由二者之差得到碱渣浆液吸收SO2的效率,即脱硫效率。通过这种方法,得到30％(湿碱渣固液质量比)碱渣浆液的脱硫效率可达90％以上。 碱渣浆液烟气脱硫效果的现场烟气模拟试验研究在广东碱业公司的一台65t/h的锅炉烟气排放系统上进行的。整个脱硫系统包含浆液搅拌循环及流量控制系统、烟气输送及流量控制系统、脱硫塔系统等。通过空塔脱硫试验及筛板塔脱硫试验(即在脱硫塔内加入4层筛板,大大增加浆液与烟气的接触效果)的对比得出：浆液与烟气的充分接触是决定脱硫效果的最关键因素。另外,通过试验得出,浆液循环量与气体流量(液气比)是影响脱硫效果的重要因素,液气比高,脱硫效率也高一些；在合适的浆液浓度范围内和合适的液气比范围内,新鲜碱渣浆液的脱硫效率可达95％；随着时间的进行,浆液PH值随之下降,但在PH6～7的范围内有一个缓冲区域,在此区域内及区域之前,浆液的脱硫效率可基本维持在85％以上。通过研究得出,碱渣浆液进行充分脱硫后的产物与石灰石-石膏湿法脱硫的产物相比,品质相近,氯离子含量稍高。 碱渣浆液用于锅炉烟气湿法脱硫的研究表明,单纯采用碱渣浆液进行锅炉烟气脱硫在技术上是可行的,但由于其中含有较高的氯离子,其脱硫后产物的应用还需作进一步的研究。

目录

文摘

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第一章绪论

1.1研究的缘起与动机

1.2纯碱主要生产工艺简介

1.2.1吕布兰法

1.2.2索尔维法--氨碱法

1.2.3侯德榜法--联碱法

1.2.4天然碱加工法

1.3氨碱法生产中废液、废渣的产生

1.3.1蒸馏废液、废渣产生量和成分

1.3.2废液、废渣分离技术

1.4碱渣综合利用技术

1.4.1国外碱渣综合利用技术

1.4.2国内碱渣(白泥)综合利用技术及工艺简介

1.4.3碱渣综合利用技术的深入总结归纳及局限性、新动向探讨

1.5本章小结

第二章碱渣用于锅炉烟气干法脱硫的技术研究

2.1碱渣的性能研究

2.1.1碱渣的化学成分分析

2.1.2碱渣的物理性能

2.2碱渣循环流化床脱硫的实验原理

2.3小试、中试、工业化试验

2.3.1小试试验研究

2.3.2中试试验研究

2.3.3工业化现场试验

2.4本章小结

第三章碱渣用于锅炉烟气湿法脱硫技术的科学性探讨和可行性初步研究

3.1碱渣(俗称"白泥")湿法脱硫技术研究的特色和创新之处

3.1.1白泥湿法脱硫研究现状

3.1.2项目研究的查新情况

3.2本项目研究的总体目标及项目意义

3.3白泥浆液湿法脱硫的基础原理

3.3.1化学反应机理

3.3.2传质反应效率分析

3.4白泥的理化性质研究

3.4.1研究目的

3.4.2研究结果及分析

3.5白泥浆液脱硫性能初步研究

3.5.1研究目的

3.5.2试验系统

3.5.3试验结果与讨论

3.6白泥理化性能研究及脱硫性能初步研究结论

3.7本章小结

第四章碱渣用于锅炉烟气湿法脱硫技术的现场试验研究

4.1研究目的

4.2研究具体内容

4.3现场试验系统

4.3.1试验系统装置

4.3.2系统简述

4.4试验结果

4.4.1试验原料

4.4.2空塔脱硫试验

4.4.3筛板塔试验

4.4.4筛板塔试验结论

4.4.5脱硫后产物的成分研究

4.5本章小结

结论及建议

结论

建议

参考文献

攻读硕士学位期间取得的研究成果

致谢