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工业含碱固体废弃物固硫性能的试验研究

作　者: 梁建民
导　师: 路春美
学　校: 山东大学
专　业: 热能工程
关键词: 煅烧固硫固体废弃物固硫剂
分类号: X701.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2005年
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内容摘要

煤燃烧固硫具有投资少、运行成本低、工艺简单等特点,是适合中国国情的固硫技术。目前国内常用的钙基固硫剂绝大部分采用石灰石。石灰石有来源广泛、价格便宜等优点,但各地区石灰石固硫性能差别很大,有的折算钙利用率比较低、高温固硫效果差。本文对山东省内常见的工业含碱固体废弃物的煅烧和固硫过程进行了专门研究,以便为改善煤燃烧固硫剂的性能或为寻找石灰石固硫剂的替代品提供理论指导和实践参考,同时也能部分解决固体废弃物污染环境的难题。本人在全省范固内调查了主要工业行业(冶金、无机化工、有机化工、造纸工业等)的含碱固体废弃物产生机理和排放情况。经过对这些含碱固体废弃物的主要性质和排放情况的考察,有选择的采集了主要行业中1-2种具有代表性的且最有可能利用于煤燃烧固硫剂的工业含碱固体废弃物。作者侧重采集了碱法造纸白泥、烧结法炼铝赤泥、氨碱法碱渣白泥、生产乙炔气的电石渣、电解法生产烧碱的盐泥、发电厂粉煤灰和炉渣,并对它们的化学成分和物相组成进行了分析。为了和常用的固硫剂性能进行对比,还采集了电厂固硫用的石灰石、生石灰。借助热分析仪法、平均硫容法、折算钙利用率法评价了工业含碱固体废弃物的固硫能力,分析比较结果表明,含碱废弃物分为5级,其中试验用废弃物中的碱渣属于1级,新鲜电石渣、风干白泥属于2级,砸碎盐泥、新鲜白泥、研磨盐泥、赤泥、风干电石渣属于4级,石灰石、生石灰、粉煤灰、炉渣属于5级。模拟烟气气氛下的试验结果表明碱渣、新鲜电石渣、风干白泥可以考虑单独作为固硫剂使用,而砸碎盐泥、新鲜白泥、研磨盐泥、赤泥、风干电石渣折算钙利用率较低,不适合单独作为固硫剂使用,可以考虑作为添加剂成分;而粉煤灰和炉渣不适合应用于煤燃烧固硫剂。本文以高温管式炉和智能定硫仪试验为基础,借助于热天平和X射线衍射仪等分析技术,对几种废弃物及石灰石、生石灰的煅烧和固硫过程进行了专门的研究。结果表明,赤泥、电石渣、白泥固硫效果较好,盐泥、白泥、石灰石的煅烧过程中,气体产物较多,分解速率较快,这有利于改善固硫剂的孔隙结构;温度对各工业含碱固体废弃物的固硫能力影响不同,它们(碱渣、粉煤灰、炉渣除外)都是随着温度的升高,硫容增加,但是增加速率逐渐减小,它们都存在一个最佳固硫温度,试验条件下,赤泥的最佳固硫温度为800℃,碱渣、白泥、盐泥的最佳固硫温度为850℃,电石渣、

全文目录

摘要  6-8
ABSTRACT  8-11
本文的主要创新点  11-12
主要符号表  12-13
1 前言  13-21
  1.1 本课题研究背景及意义  13-15
    1.1.1 SO_2污染现状  13
    1.1.2 工业含碱固体废弃物污染现状  13-14
    1.1.3 研究意义  14-15
  1.2 钙基固硫剂固硫特性研究现状  15-18
    1.2.1 常见的固硫技术  15-16
    1.2.2 钙基固硫剂及其添加剂的开发  16-18
  1.3 工业含碱固体废弃物用于固硫的研究现状  18-19
  1.4 本课题研究的来源及内容  19-21
2 实验装置、试验参数的选择及试验样品  21-33
  2.1 实验装置和其技术指标  21-24
    2.1.1 KZDL-4M型快速智能测硫仪  21-22
    2.1.2 双管定硫系统  22-23
    2.1.3 TGA/SDTA851~e热重分析仪系统  23-24
  2.2 试验系统特性及试验条件选择  24-27
    2.2.1 反应气体浓度的稳定性  24
    2.2.2 反应温度选择  24-25
    2.2.3 反应气体流速的确定  25
    2.2.4 试验样品质量的确定  25-26
    2.2.5 反应时间的确定  26
    2.2.6 固硫剂的粒径选择  26-27
  2.3 试验用物料与基本特性分析方法  27-32
    2.3.1 物料产地和特点  27-28
    2.2.2 物料的成分分析  28-32
  2.4 本章小结  32-33
3 本课题中的试验方法  33-35
  3.1 固硫性能考察试验方法  33
  3.2 复合固硫剂的配置方法  33
  3.3 物料在煅烧固硫中内部温度的处理方法  33-34
  3.4 本章小结  34-35
4 工业含碱固体废弃物固硫试验研究  35-53
  4.1 引言  35
  4.2 工业含碱固体废弃物固硫优劣评价  35-41
    4.2.1 评价方法  35-37
    4.2.2 评价方法的选择与分析结果  37-41
  4.3 试验参数对废弃物固硫剂的影响规律  41-48
    4.3.1 固硫SO_2浓度的影响  41-42
    4.3.2 温度的影响  42-46
    4.3.3 煅烧及粒径的影响  46-47
    4.3.4 固体形状的影响  47-48
  4.4 工业含碱固体废弃物与SO_2反应的机理  48-52
    4.4.1 主要的反应类型  48-49
    4.4.2 工业含碱固体废弃物固硫机理  49-52
  4.5 本章小结  52-53
5 复合固硫剂的固硫性能  53-57
  5.1 引言  53
  5.2 复合固硫剂固硫特性  53-56
    5.2.1 直接混合固硫剂的固硫性能  53-56
    5.2.2 成型固硫剂的固硫性能  56
  5.4 本章小结  56-57
6 全文总结及建议  57-59
  6.1 结论  57-58
  6.2 建议  58-59
附录: 模拟烟气的配制方法  59-61
  1.1 内容  59
  1.2 方法与步骤  59-60
  1.3 注意事项  60-61
致谢  61-63
参考文献  63-67
学位论文评阅及答辩情况表  67

工业含碱固体废弃物固硫性能的试验研究

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