赤泥脱硫可行性分析
更新时间:2023-10-04 00:41:01 阅读量: 综合文库 文档下载
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赤泥作为烟气脱硫剂的可行性分析
一、综述:
赤泥是氧化铝生产过程中产生的工业废渣,是一种严重的碱性污染源,由于赤泥的富碱性,将之作为SO2 废气的脱硫剂、吸收剂,既可解决生态环境问题,又可实现工业废弃物的资源化利用,达到“以废治废、变废为宝、综合利用”的目的。 二、赤泥的主要化学成分
表1 赤泥的主要化学成分(%) CaO SiO2 Al2O3 Fe2O3 Na2O 8-12 8.56 8.10 5.00 K2O TiO2 MgO SO3 灼减 山东 40-46 18-23 5-8 郑州 39.90 20.55 5.98 中州 36.01 21.36 8.76 山西 45.63 20.63 9.20 贵州 38.40 25.90 8.50 中试厂 2-2.8 0.3~0.5 2~2.9 5.52 3.21 3.15 3.10 4.63 0.88 0.77 0.22 0.20 0.17 2.64 2.89 4.40 1.86 2.05 1.50 0.4~0.6 9~12 3.96 16.26 8.06 11.10 14.36 11.80 43.10 *2005年10月取样,国家轻金属质量监督检验中心分析。
从表1化学成分角度看,烧结法或联合法外排赤泥的化学成分为CaO:36~46%、Fe2O3:8~12%、Al2O3:5~10%、Na2O:2~5.5%、TiO2:2~3%,其中,CaO、Al2O3及Na2O、Fe2O3的大部分为有效固硫成分。 三、赤泥的粒度分布
表2 赤泥粒度分析
粒度,mm > 1.0 > 0.56 > 0.147 > 0.056 > 0.042 > 0.01 > 0.005 > 0.001 组成,% 0.21 1.92 18.98 26.91 29.5 64.62 79.5 92.44 利用电子显微镜观察,赤泥粒子为团聚性粒子,其一次粒子的尺寸非常细小,一般仅为0.1μm数量级,粒度小于45μm 的赤泥占总量50%以上,符合脱硫过程中的粒度要求。
四、赤泥溶解实验
实验人:潍坊鑫山环保重工科技有限公司 张洪涛 日期:2015/4/30
试样名称 赤泥 实1. 取50g赤泥试样,研细。置于1000mL烧杯1号中,加水稀释至1000mL。制得5%浓度的验 混合液。 步2. 充分搅拌5分钟左右,将混合液中已溶解的溶液倒入另一个1000mL烧杯2号中。未溶骤 解的沉淀进行烘干称量,称量结果为35g。得可溶解率30%。 3. 测定2号烧杯溶液的PH,电导率,SS。 2号烧杯溶液测定实验结PH 10.40 电导率 1.04ms/cm SS 6433mg/L 果
表3 赤泥溶解实验
五、赤泥用于烟气脱硫
赤泥的物相和化学成分分析表明,赤泥的大部分成份为碱金属,与SO2有很强的反应活性,同时由于氧化铝生产的特点,完全符合脱硫过程的粒度要求。综合,赤泥脱硫的有效成分高于CaO含量50%左右的石灰石。赤泥完全有条件代替石灰/石灰乳对烟气进行脱硫,使用中可以不改变原有的工艺流程。赤泥中还含有部分溶解在水中的碱,
其烟气净化效果会好于石灰/石灰乳。
通过以上的理论分析,用赤泥代替石灰石/石灰乳进行烟气脱硫是可行的,经过脱硫反应。两种对环境十分有害的废弃物将会得以中和,含碱赤泥,经与烟气中的二氧化硫反应后,原有的碱性及水硬性得以减弱或消除,达到了以废治废的目的。 六、赤泥脱硫反应原理
赤泥在脱硫过程中,主要发生如下化学反应:
1???2CaO + 2SO2+H2O??? 2CaSO3?H2O (1)2???2CaSO3+ SiO2 (2)2CaO?SiO2+ SO2?????? Na2SO3 (3) Na2O + SO2??? ???Al2O3?H2O + SO2??Al(SO) (4) ?233??? Fe2S3+ H2O (5) Fe2O3?H2O + H2S???以上赤泥脱硫反应式中(1)、 (2)为主要反应,也是脱硫有效成份的最大部分。 七、效益分析
我国煤炭的硫含量较高,西南地区的高硫煤达到2/3以上,烟气脱硫己成为必然趋势。而在氧化铝生产中,每产出1t氧化铝就要排放约0.7~1.4t赤泥,我国几大铝厂每年排放赤泥近千万吨,处理这一废弃物将耗费大量资金,同时赤泥还给环境带来了很大的危害,主要表现为外排赤泥不易洗净,含碱附液大部分渗入地下和堆场外,污染了周围的水质,赤泥堆放还占用了大面积的农田。
目前锅炉烟气脱硫技术的应用情况表明,运行成本过高是该技术推广应用的主要障碍。就石灰石/石灰乳烟气脱硫方式来看,以4×75吨燃煤锅炉为例,其一年的脱硫运行费用就高达几百万元。降低脱硫费用,寻找脱硫替代物是今后研究的一个主要方向。随着我国国民经济的发展,工业化进程不断加快,煤炭作为我国能源的开发利用短期内不可替代,其产生的SO2治理力度也将不断加大,采用新材料、新工艺,特别工业“三废”作为资源利用,以废治废,变废为宝,综合利用的做法必将大力倡导。
氧化铝赤泥作为一种工业废料,通过其化学分析、赤泥浆液化学成分的实验结果来看,氧化铝赤泥作为燃煤工业锅炉的烟气脱硫剂,代替石灰/石灰乳对烟气进行脱硫是完全可行。如果每年上千万吨的赤泥都能得到有效利用,其产生的社会效益和经济效益将相当可观。
李晓宁
2015/4/30
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