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乙二胺—磷酸液吸收法回收硫酸厂烟气中SO_2的实验研究

胡显平  
【摘要】: 建设环境友好和资源节约型社会,要求企业在生产过程中节能减排,提高资源利用率。我国硫铁矿矿产资源丰富,硫酸厂主要以硫铁矿为原料通过燃烧氧化形成SO_2进入转化炉制硫酸。由于SO_2在转化炉中氧化转化率不高,转化炉出口尾气中含有0.3~0.5%的SO_2,如果尾气不经过脱硫处理,SO_2排放量超标同时造成硫资源的浪费。实现烟道气中SO_2脱除和回收返回到制硫酸系统,提高硫资源的利用率,成为硫酸厂企业越来越关注的改造技术。 针对硫酸厂回收SO_2的要求,采用吸收剂可再生法工艺作为硫酸厂烟道气脱硫技术。其中,技术成熟且在燃煤发电厂广泛应用的Cansolv法最具可行性。Cansolv采用某种有机胺作为吸收剂,低温条件下吸收烟气中SO_2,高温解吸出溶入吸收液中的SO_2并实现吸收剂的再生。 本文以乙二胺为吸收剂,加入缓冲液磷酸,抑制乙二胺在水溶液中的挥发并调节溶液的酸碱度。使用自制填料塔作为气液相传质设备,实验研究乙二胺+磷酸溶液吸收烟道气中SO_2和解吸回收的最佳操作工艺,以及吸收脱硫和解吸连续稳态运行的可行性。 首先,通过一系列单因素实验,考查了溶液中乙二胺浓度、吸收液初始pH值、烟道气中SO_2体积分数、液气比、温度对吸收脱硫率和解吸率的影响,得到了最佳的操作工艺: C乙二胺=0.3~0.4mol/L,pH=7.0~8.0,φ_(SO_2)=0.3%,G/L=0.8~1.0,低温有利于吸收,解吸温度T=100~105℃。 其次,根据上述实验结果和烟道气出口SO_2含量要求,选定填料塔为传质设备,散堆陶瓷拉西环填料,设计计算吸收塔和解吸塔塔径和填料层高度并选定蠕动泵为吸收液输送设备。 然后,采用设计计算的结果加工制作吸收塔和解吸塔,研究了通空气,通饱和水蒸汽和不通气体三种条件下,连续吸收脱硫和解吸装置的运行的脱硫率和解吸出口SO_2浓度与真空度关系,滴定测定溶液中各种硫元素阴离子浓度,探讨了热稳态盐形成机理及影响因素,为乙二胺+磷酸脱硫回收SO_2技术在硫酸厂的工业化提供了一定的理论和实验参考。


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