湿式烟气脱硫系统中阻垢添加剂的研究

摘要

本文阐述了二氧化硫的来源、危害及目前国内污染现状，同时，对国内外各种烟气脱硫技术的发展及其优缺点做了详细的分析。分析结果表明：湿法烟气脱硫技术主要以技术成熟，适用煤种广、脱硫率高、脱硫剂来源广且廉价易得等优点，至今仍然是世界上烟气脱硫领域的主导技术，也是我国重点提倡的一种引进国外技术并国产化的脱硫方法。但该技术存在的结垢堵塞、腐蚀、废液处理等问题大大影响系统运行的可靠性、安全性及经济性。虽然，目前国内外主要以通过改造脱硫设备系统的结构来解除结垢问题，但结果并不十分理想。根据我国的经济状况，完全重新改造各脱硫设备，目前还不是很实际的方法，所以，寻找简便而又经济的方法来解决湿法脱硫中的结垢堵塞问题，仍是改进湿法脱硫技术的核心一环。阻垢添加剂对物质结晶有一定的抑制作用，且用量少、无二次污染。 所以，本课题立足于国内外除垢技术的最新研究成果，将一定浓度的阻垢添加剂应用到湿法脱硫系统中，不仅能大大缓解系统的结垢，而且符合工业应用及环境的要求。本研究首先对湿法脱硫系统中垢样的种类、形成机理，及无机和有机阻垢添加剂的阻垢机理进行分析，根据分析结果，再进行阻垢添加剂的筛选实验，然后将阻垢效应最好的阻垢添加剂，添加于模拟湿法烟气脱硫系统中，进行详细的理论探讨和应用实验研究。 筛选实验结果表明：0.1％的硫酸镁和2g/L的腐植酸钠对石灰石溶液的pH值在5.2～6.5之间具有很好的缓冲效应；2g/L的腐植酸钠和0.75g/L的EDTA对石灰溶液的pH值在6.5～7.5之间具有很好的缓冲效应；同时发现，2g/L的腐植酸钠与0.75g/L的EDTA双组分混合阻垢添加剂的协同作用使得石灰溶液的pH值在6.5～7.5之间也有一定的缓冲效应。在阻垢添加剂对石灰石/石灰浆液沉降性能影响的实验结果中表明：腐植酸钠能最有效的降低碳酸钙颗粒的沉降速度，提高浆液的分散率。 将筛选出的三种阻垢添加剂应用到硫酸钙和亚硫酸钙的结晶实验中，实验结果表明：结晶溶液中添加阻垢添加剂后，使得硫酸钙与亚硫酸钙的晶量大大减少。当腐植酸钠的浓度控制在2g/L，结晶浆液温度为65℃，搅拌速度为200r/min时，对硫酸钙的结晶用很好的抑制作用，在此实验条件下，4小时后硫酸钙在麻石片上的平均结晶量为54.5×10-4g/cm2；当EDTA的浓度控制在1.5g/L，结晶浆液温度为45℃，搅拌速度为100r/min时，对亚硫酸钙的结晶有很好的抑制作用，在此实验条件下，4小时后亚硫酸钙在麻石片上的平均结晶量为10.9×10-4g/cm2。 为了更清楚的了解阻垢添加剂的阻垢效应，将阻垢添加剂应用到石灰石/石灰湿法烟气脱硫模拟系统中进行阻垢效应研究，实验结果表明：2g/L的腐植酸钠在3.5％的石灰石脱硫浆液中，以及1.5g/L的EDTA在3.5％的石灰脱硫浆液中，对脱硫浆液pH值的缓冲作用和阻垢效应达到最佳；同时，通过添加阻垢添加剂后石灰石/石灰脱硫浆液中麻石挂片上所结的垢样，与石灰石/石灰脱硫浆液空白样中麻石挂片上所结的垢样相比较，发现前者相对于后者浆液中麻石片上的垢样变薄且晶粒排列松散，这是由于阻垢添加剂在垢样结晶过程中，吸附在CaSO4等晶体表面上，影响了晶体的成长，改变了晶体的形状，最终导致垢量大大减少。 从整个实验结果来看，实验所选的阻垢添加剂种类，及该阻垢添加剂在湿法脱硫系统中达到最佳阻垢效应时的添加浓度等结论，对以后进一步的研究以及工业应用都很有帮助。

目录

文摘

英文文摘

第一章绪论

第二章湿法烟气脱硫系统中结垢的成因及阻垢添加剂阻垢机理的分析

第三章阻垢添加剂的筛选实验

第四章阻垢添加剂对硫酸钙与亚硫酸钙结晶的影响

第五章阻垢添加剂在石灰石/石灰脱硫系统中阻垢效应的研究

结论与展望

参考文献

致谢

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