電廠煙氣半干法脫硫灰資源化利用方法研究.pdf

1、煤炭是我國最主要的一次能源，大量煤炭直接燃燒導(dǎo)致嚴(yán)重的煙塵和二氧化硫污染及酸雨等環(huán)境問題。隨著國家節(jié)能減排要求的日趨嚴(yán)格，我國各地燃煤電廠紛紛建設(shè)煙氣脫硫工程。與濕法脫硫相比，半干法脫硫因其占地面積小，投資少，無廢水產(chǎn)生，操作維護(hù)簡便等優(yōu)點(diǎn)比較適合當(dāng)前我國國情，正在得到廣泛應(yīng)用。然而由半干法脫硫產(chǎn)生的副產(chǎn)品高鈣脫硫灰與普通粉煤灰在成分與性質(zhì)上有所不同，又成為新的固體廢物。隨著各地電廠半干法煙氣脫硫裝置的不斷安裝與運(yùn)行，如果不能及時(shí)地對(duì)脫

2、硫灰渣進(jìn)行合理利用，被拋棄的脫硫灰會(huì)造成二次污染，并將占用大量寶貴的土地資源，甚至?xí)绊懨摿蚬こ痰恼＿\(yùn)轉(zhuǎn)。因此對(duì)半干法煙氣脫硫灰的處理和資源化利用已成為當(dāng)前急需研究解決的問題。
　　本文針對(duì)某鋼鐵公司發(fā)電廠由NID(Novel Integrated Desulphurization)半干法煙氣脫硫工藝產(chǎn)生的高鈣脫硫灰，在對(duì)其進(jìn)行成分、物相和形貌分析的基礎(chǔ)上，尋求其適宜的資源化利用途徑。本文探討了通過選擇適宜的浸取液和碳化劑，利用

3、脫硫灰中的鈣合成輕質(zhì)碳酸鈣的可行性，分別研究了鈣浸取和碳酸鈣合成中有關(guān)條件因素的影響，優(yōu)化工藝參數(shù)，確定出適宜的工藝條件。本文同時(shí)還研究了利用脫硫灰和浸取鈣后的剩余脫硫灰殘?jiān)幚韽U水的可行性。
　　在脫硫灰浸取實(shí)驗(yàn)中，重點(diǎn)考察了氯化銨溶液濃度、浸取時(shí)間、氯化銨過量程度及溫度等因素對(duì)鈣鎂浸取率的影響。在單因素實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上，通過正交實(shí)驗(yàn)確定影響因素主次順序?yàn)?溫度、氯化銨溶液濃度、時(shí)間、氯化銨過量程度，最佳條件為:溫度20℃、氯化銨溶液

4、濃度2.0mol·L-1、氯化銨過量程度15％、浸取時(shí)間40min。在最佳條件下，鈣離子浸取率達(dá)到82.14％，鎂離子浸取率為6.44％。
　　利用在最佳鈣浸取條件下得到的脫硫灰浸取液，分別以碳酸銨和CO2兩種碳化劑，通過液液反應(yīng)和氣液反應(yīng)制備碳酸鈣。對(duì)液液反應(yīng)考察了溫度、(NH4)2CO3溶液濃度、CaCl2/(NH4)2CO3摩爾比、pH值等因素對(duì)合成碳酸鈣品質(zhì)的影響，通過正交實(shí)驗(yàn)確定影響因素主次順序?yàn)?溫度、pH、碳酸銨溶液

5、濃度、CaCl2/(NH4)2CO3摩爾比，最佳條件為:溫度20℃、碳酸銨濃度2.5mol·L-1、CaCl2/(NH4)2CO3摩爾比1∶1、初始pH值為10。對(duì)氣液反應(yīng)考察了溫度、攪拌速率、通氣速率、空氣/CO2體積比及pH對(duì)合成碳酸鈣品質(zhì)的影響，在初始pH值不調(diào)節(jié)的情況下，通過正交實(shí)驗(yàn)確定影響因素主次順序?yàn)?空氣/CO2體積比、攪拌速率、溫度、通氣速率，最佳條件為:溫度25℃、攪拌速率500r·min-1、通氣速度20mL·min

6、-1、空氣/CO2體積比3∶2。對(duì)兩種碳化方式制備出的最佳碳酸鈣產(chǎn)品通過X射線衍射和掃描電鏡進(jìn)行了物相和形貌分析。在最佳條件下，液液反應(yīng)合成的碳酸鈣顆粒為球形，粒徑2μm左右，純度為98.7％，白度為97.1;氣液反應(yīng)合成的碳酸鈣顆粒為立方形，粒徑3μm左右，純度為97.6％，白度為96.8。
　　分別將浸取鈣后剩余脫硫灰渣和干燥的原脫硫灰用于處理氯化銨模擬廢水，結(jié)果表明干燥的原脫硫灰渣脫氮效果更好。當(dāng)原水氨氮濃度為10mg·L-

7、1時(shí)，在20℃、速率為250r·min-1條件下，脫氮率達(dá)到58.64％。利用脫硫灰處理垃圾滲濾液，考察了垃圾滲濾液的起始濃度、溫度、pH、脫硫灰加入量、腐植酸濃度等因素對(duì)處理效果的影響。通過正交實(shí)驗(yàn)確定影響因素主次順序?yàn)?稀釋倍數(shù)、脫硫灰加入量、pH、溫度;最佳反應(yīng)條件為:原水稀釋倍數(shù)200倍、溫度40℃、pH=5、每25mL廢水中脫硫灰加入量0.28g。在最佳條件下，廢水的氨氮、CODCr、色度、濁度去除率分別達(dá)到20.01％、88