FeSO液相催化氧化脱硫及氨碱厂白泥盐泥海水浆液脱硫研究

摘要

本文对FeSO4液相催化氧化脱硫及氨碱厂白泥、盐泥海水浆液脱硫进行了研究。 首先对活性炭及瓷拉西环两种填料用自来水进行脱硫对比实验，证明无论是等宏观表面积还是等填料层高度，活性炭填料的脱硫率均高于瓷拉西环。然后在活性炭填料塔中进行了FeSO4液相催化氧化脱硫实验，考察了液气比、空塔气速、吸收温度及SO2进口浓度对脱硫率的影响。综合实验结果表明，连续运行500 min时，脱硫率及吸收液pH分别稳定在93.5％以上及4.6左右，且两者的变化趋势基本一致。应用MATLAB计算机语言编程，拟合出脱硫率与各单因素之间的模拟关系式：，应用该式计算出脱硫率的平均相对误差小于5％，具有实际应用价值。 本研究在烟气脱硫领域首次提出用具有较大比表面积的活性炭作填料，提高了脱硫率，降低了运行费用，为我国开发从低浓度SO2烟气中回收硫资源提供了一种新的途径。当前世界烟气脱硫仍以湿式石灰石/石灰—抛弃法为主，脱硫剂石灰石/石灰在脱硫成本中占有较大比重，而且这些脱硫剂的生产过程也造成一定的环境污染。氨碱厂生产过程中产生的大量废渣（包括白泥和盐泥），由于得不到充分的利用，绝大部分露天堆放，不仅占据着大量宝贵土地，还对环境造成了极大的污染。受青岛碱厂的委托，本文对氨碱厂废渣作脱硫剂脱除烟气中SO2进行了系统的研究。 我国有不少氨碱厂位于海边，生产过程中大量使用海水，使用过的部分海水排回大海。利用这些将排回大海的海水的天然碱度脱除烟气中SO2，可以节约大量淡水。但是，要维持较高的脱硫率必需消耗较大的动力。氨碱厂废渣含有大量的碱性物质（碳酸钙、氧化钙或氢氧化镁等），加入海水（实验时，用海水素加水配制而成）中用来脱硫，直接或间接与烟气中的二氧化硫发生反应，可以达到提高脱硫率、节支增效、双向治理、净化环境的目的。 首先用一次性脱硫工艺进行研究，单因素实验表明，液气比（L/G）对脱硫率影响比较大。在实验条件范围内，SO2进口浓度及固含量对脱硫率的影响很小。综合实验结果表明，无论是白泥还是盐泥海水浆液的脱硫率都很高，分别在94％～95％、95％～97％之间。连续运行16h未观察到塔内有结垢现象，工业上可以采用此工艺运行。但当浆液的固含量为2％时，运行3小时后，塔内就出现硬垢，因此该法只能在固含量很低（<1％）的情况下运行。 上清液循环制浆脱硫工艺单因素实验表明，在控制循环槽浆液pH值为5.8～6.2时，脱硫率随液气比的增加而增加，当白泥和盐泥浆液的液气比分别大于5L/m3、4L/m3时，脱硫率均超过96％。脱硫率随进口SO2浓度的增大而明显下降。由于上清液循环制浆时导致浆液中硫酸根离子的积累，从而加速了二水硫酸钙的生成，致使设备结垢严重，工业上不能应用。 “钙-钙双碱法”工艺单因素实验表明，液气比、进口SO2浓度对脱硫率影响比较大；循环浆液pH值小于6.0时影响较大，而大于6.0时影响相对较小；在实验范围内，固含量对脱硫率影响较小。综合实验表明，在优化条件下，白泥、盐泥浆液的脱硫率很高，分别平均为95％和96.9％。连续运行24h后塔内有结垢现象，但比上清液循环制浆脱硫法要好得多，采用此工艺能部分地防止塔内结垢。