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半干法脱硫灰渣性质、组成分析及转化初步研究

作　者: 余欣雨
导　师: 朱丽华
学　校: 华中科技大学
专　业: 分析化学
关键词: 半干法脱硫灰渣理化分析亚硫酸钙转化
分类号: X701.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

随着国家对工业排放SO₂控制的重视，越来越多企业采用钙法烟气脱硫，尤其是半干法脱硫技术。该技术产生大量脱硫副产物（亦称为脱硫灰渣），因组分复杂且含有大量的亚硫酸钙而难以综合利用。堆放或抛弃处置既浪费土地资源和硫资源，又会产生二次污染，故对此类脱硫灰渣的资源化利用问题亟待解决。本文以某厂半干法脱硫灰渣为研究对象，对其进行理化分析，根据其特征提出资源化利用方向，并进行氧化转化初步研究，研究工作主要包括以下四个方面：（1）对脱硫灰渣采用X射线衍射分析、激光粒度分析、热重-差热分析等手段进行基本理化性质表征。结果表明该脱硫灰渣主要物相组成为半水亚硫酸钙、氢氧化钙、碳酸钙、二水硫酸钙；其平均粒径为13.01μm，中位径为12.78μm；在惰性气氛下，其中亚硫酸钙约在675°C开始分解产生二氧化硫。（2）对该脱硫灰渣主要成分进行定量分析，建立简便快速测定脱硫灰渣中氢氧化钙含量方法，根据脱硫灰渣中氢氧化钙、总硫等含量对脱硫工艺稳定性进行了评价，并提出其资源化利用方向。结果表明蔗糖助溶-酸碱滴定法测定脱硫灰渣中氢氧化钙含量相对偏差为±0.5%以内，回收率在97.4%～106.0%之间，方法可行；亚硫酸钙含量约为（26±5）%，直接进行资源化利用存在隐患；氢氧化钙含量约为（26±6）%，脱硫剂利用率还可进一步提高；总钙含量约为（49±1）%，总硫含量约为（27±3）%，为高钙高硫型半干脱硫灰渣。（3）探讨了脱硫灰渣中亚硫酸钙在不同条件下的稳定性。结果表明此脱硫灰渣在空气中约从450°C开始发生氧化，但氧化不完全，仍有一部分分解产生二氧化硫；室温下脱硫灰渣不具有长期稳定性，在潮湿敞开的情况下其中亚硫酸钙会缓慢氧化为硫酸钙；脱硫灰渣在pH低于4的环境下，其中亚硫酸钙易发生分解。（4）研究该脱硫灰渣转化的可行性。以过氧化氢为氧化剂，研究脱硫灰渣中亚硫酸钙的加速氧化，并对搅拌时间、固液比、过氧化氢用量等条件进行优化。同时，采用碳酸氢铵对硫酸钙转化为碳酸钙进行预研究。结果表明，当过氧化氢与亚硫酸钙摩尔比为1.4，液固比为5:1，搅拌2h时，脱硫灰渣总碱度从41.5%降至29.2%，其中亚硫酸钙氧化率达97%以上；当碳硫比为1.1:1时，硫酸钙转化率达98%。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-9
1 绪论  9-19
  1.1 引言  9-10
  1.2 钙法脱硫技术简介  10-13
  1.3 脱硫副产物类型及其应用现状  13-17
  1.4 半干法脱硫灰渣的氧化现状  17
  1.5 本论文研究目的和研究内容  17-19
2 实验部分  19-28
  2.1 实验试剂和仪器  19-20
  2.2 实验方法  20-28
3 结果与讨论  28-58
  3.1 脱硫灰渣的基本性质表征  28-35
  3.2 蔗糖助溶-酸碱滴定法测定脱硫灰渣中氢氧化钙的含量  35-41
  3.3 脱硫工艺的稳定性评价  41-44
  3.4 脱硫灰渣中亚硫酸钙在不同条件下的稳定性  44-50
  3.5 脱硫灰渣的氧化转化初步研究  50-58
4 全文总结  58-59
致谢  59-61
参考文献  61-64

半干法脱硫灰渣性质、组成分析及转化初步研究

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