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不同类型脱硫渣的主要特性及资源化利用研究

包正宇  
【摘要】:干法与半干法脱硫工艺是近年发展起来的新型脱硫技术,具有流程简单、无污水排放等优点,但其副产脱硫渣生成量较高,组成上以亚硫酸钙、残余脱硫剂和部分粉煤灰为主。目前对这类脱硫渣的研究尚不多,如何有效加以资源化利用已成为当前急需解决的重要课题,也是制约相关烟气脱硫技术发展的关键因素。本文系统研究了广州恒运、武汉青山、南京下关和武汉石化等四种有代表性脱硫渣的组成、结构与基本理化特性,采用化学分析、XRD、SEM和激光粒度分析等测试手段,测定研究了各种脱硫渣的物相组成与结构特征及化学活性,重点探讨了亚硫酸钙在不同因素影响下的稳定性问题,同时根据不同脱硫渣的特点确定其主要的资源化利用方向,进行了高硫高钙型的石化脱硫渣作水泥原料配料的研究以及恒运、青山和下关电厂三种脱硫渣作为水泥活性混合材的研究。 研究表明:石化脱硫渣对硅酸盐水泥熟料的形成具有一定的矿化作用,掺量适当时可以降低烧成温度,改善熟料质量。用其替代石灰石和石膏配制硫铝酸盐熟料时,其在生料中的配比可超过50%,并能烧制出优质熟料。恒运、青山和下关电厂三种脱硫渣的颗粒都非常细小,50%以上颗粒在10μm以下,比表面积很大,且都具有一定的水化活性。作为水泥活性混合材单掺时其效果与Ⅱ级粉煤灰相近;若与矿渣微粉复配后,再掺入水泥效果更佳,水泥性能明显改善,尤其是28d抗折强度甚至超过纯熟料对比试样,这是由于脱硫渣与矿渣微粉两者性能上优势互补,产生了水化活性的叠加效应所致。尽管恒运脱硫渣和青山脱硫渣都属于亚硫酸钙型的脱硫渣,但由于其成分上的差异,性能也不尽相同,前者在单掺时有相当强的缓凝作用,而后者凝结速度却很快,因此我们在利用脱硫渣时必须结合不同的具体情况加以具体分析。干态脱硫渣中亚硫酸钙在自然放置条件下性能较稳定,但湿态条件时脱硫渣中亚硫酸钙在常温下就能被氧化成硫酸钙;用浓度为3%~8%的双氧水对恒运脱硫渣和青山脱硫渣进行处理,其中的亚硫酸钙能被迅速氧化成硫酸钙,但仍有一部分被硫酸钙产物层包裹的亚硫酸钙未被氧化。


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