软锰矿烟气脱硫工艺强化及其尾液资源化利用研究

【摘要】：我国软锰矿资源丰富,且利用软锰矿烟气脱硫的吸收液可制取具有市场价值的锰制品,因此,软锰矿湿法烟气脱硫技术日渐受到重视,其研究也取得了一定程度的进展。本研究首次针对传统的软锰矿湿法烟气脱硫体系提出了通过采用添加pH缓冲剂强化其工艺过程和利用其吸收液制取电解锰、高纯碳酸锰和硫酸铵的循环工艺路线,并对该循环工艺体系的反应机理、影响因素和工艺条件进行了研究,结果表明脱硫强化措施是有效的,该工艺路线是可行的,具有很好的环境和经济效益。 通过在软锰矿烟气脱硫体系中加入pH缓冲剂改善其脱硫浸锰效果的研究在国内外还未见报道。本文将加入pH缓冲剂强化的软锰矿烟气脱硫体系和传统的软锰矿烟气脱硫体系进行对比研究,研究结果表明在软锰矿湿法烟气脱硫体系中同时存在MnO_2和SO_2之间的氧化还原反应和O_2对SO_2的催化氧化反应,主要生成MnSO_4和H_2SO_4两种产物。在反应体系中,pH值对脱硫过程有较大影响,过低的pH值不利于SO_2在液相的溶解,影响到MnO_2和SO_2的氧化还原反应的速率,使体系的锰浸出率较低,维持体系中较高的pH值有利于SO_2在液相的溶解,从而可以加快氧化还原反应生成MnSO_4的速率,提高锰浸出率。在软锰矿脱硫体系中加入pH缓冲剂,能有效改善体系的pH值,加快氧化还原反应速率,提高锰浸出率。通过实验分析了不同的pH缓冲剂添加比例和烟气中氧含量对软锰矿湿法烟气脱硫强化工艺体系的影响,确定烟气中氧含量为21%时pH缓冲剂的最优添加比例为30%,烟气中氧含量为7%时pH缓冲剂的最优添加比例为10%。最终的实验结果表明,模拟真实燃煤烟气的条件下,体系中pH缓冲剂的添加比例为10%时,可实现在单级JBR反应器内进行烟气脱硫同时获得大于80%的脱硫率和大于80%锰浸出率的效果。结果证明该法不