磷礦石代替石灰石作為鈣法煙氣脫硫劑的研究

北極星環(huán)保網(wǎng)訊:結(jié)合國內(nèi)鈣法煙氣脫硫技術(shù)的特點(diǎn)，闡述2種脫硫劑的來源和反應(yīng)機(jī)理，并從脫硫劑的共性、脫硫產(chǎn)品的多樣性及經(jīng)濟(jì)性、節(jié)約硫資源和脫磷石膏的環(huán)保性等5方面，分析使用磷礦石代替石灰石作為鈣法煙氣脫硫劑以脫除煙氣中SO2氣體，并生產(chǎn)濕法磷酸的可行性。

關(guān)鍵詞：煙氣脫硫；鈣法脫硫劑；磷礦石；石灰石；反應(yīng)機(jī)理；可行性研究

中圖分類號：TQl26．35文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1005—8397(2017)02-0053-03

目前，我國煙氣脫硫技術(shù)發(fā)展迅猛，以所用脫硫劑不同，一般可將濕法脫硫技術(shù)分為鈣法、氨法、鎂法和鈉法4大類，其中鈣法和氨法煙氣脫硫技術(shù)在我國應(yīng)用最多。鈣法煙氣脫硫技術(shù)，因其具備脫硫劑價(jià)格低廉、工藝流程簡單、脫硫效率高、煙氣拖尾短、操作方便、運(yùn)行安全等特點(diǎn)而普遍應(yīng)用于焦化、水泥、鋼鐵、熱電等行業(yè)，是國內(nèi)應(yīng)用最廣泛、最成熟的脫硫技術(shù)；而氨法煙氣脫硫技術(shù)因其具有不可逾越的產(chǎn)品優(yōu)勢、資源化利用優(yōu)勢和環(huán)保優(yōu)勢，越來越受市場和企業(yè)的青睞，占據(jù)國內(nèi)近半市場，且有取代鈣法技術(shù)之勢。

現(xiàn)有的鈣法脫硫劑主要以石灰石為主，脫硫產(chǎn)品為脫硫石膏，它的實(shí)質(zhì)是將廢氣變成廢渣，即將氣體SO，變成固體二水硫酸鈣，無法從根本上解決問題。其缺點(diǎn)一是浪費(fèi)硫資源，二是固體廢渣同樣污染環(huán)境，三是產(chǎn)生CO2氣體，增加碳排量。如果將煙氣脫硫劑由石灰石改為磷礦石，可使硫資源得到有效利用，生產(chǎn)出肥料級的濕法磷酸。只有這樣，方可促進(jìn)鈣法煙氣脫硫的技術(shù)進(jìn)步，而不致被市場淘汰。

1石灰石為脫硫劑的鈣法脫硫

1．1石灰石的來源

我國石灰石存儲量很大，基本上集中分布在北部省份，最普通的石頭均是以石灰石為主，價(jià)格十分低廉。石灰石的主要成分為碳酸鈣(CaCO3)，是一種白色或灰色固體，純品為無色無味結(jié)晶體，密度約為(2．6～2．8)×103t／m3，微溶于水，屬天然礦物，主要來自石灰?guī)r。

另外，方解石、大理石、石灰華、白堊、霰石和白善土等都是碳酸鈣的存在形式。在煙氣脫硫工業(yè)中，石灰石一般研磨成粉末狀再運(yùn)至廠內(nèi)，使用時(shí)應(yīng)配制成漿液狀，粒度要求為0．15rain以下占80％。也可將塊狀石灰石購進(jìn)廠，采用濕法研磨方式直接制備成漿液狀使用。

1．2脫硫反應(yīng)機(jī)理

用石灰石作為脫硫劑，吸收煙氣中SO2，在大量空氣作用下發(fā)生反應(yīng)，生成脫硫石膏，并逸出CO2氣體，其總化學(xué)反應(yīng)式如下。

該脫硫過程分為2步，第一步是中和反應(yīng)，即石灰石和SO2反應(yīng)生成半水亞硫酸鈣和CO2，化學(xué)反應(yīng)式如下。

第二步是氧化反應(yīng)，即半水亞硫酸鈣和O2發(fā)生反應(yīng)生成二水硫酸鈣，其反應(yīng)式如下。

2磷礦石作脫硫劑的鈣法脫硫

2．1磷礦石的來源

我國磷礦資源主要分布在云南、貴州、四川、湖北和湖南5省，存儲量達(dá)98．6億t，占全國總儲量的74．5％。磷礦石多屬于沉積巖，也有部分以變質(zhì)巖和火成巖存在，正常情況下礦物中的磷多以正磷酸鹽形態(tài)存在。磷的主要礦物為磷灰石，自然界中最常見、能夠組成礦床的主要有氟磷灰石、氯磷灰石、碳磷灰石、羥磷灰石、碳氟磷灰石5類。

磷灰石的主要化學(xué)成分是磷酸鈣，其中還含有氟、氯等元素，以氟磷酸鈣(Ca5F（PO4)3)為主。磷灰石晶體呈六方柱狀，集合體呈粒狀、致密塊狀、土狀和結(jié)核狀等。磷礦石用作脫硫劑時(shí)，也是研磨成粉末狀或配制成漿液狀，粒度要求為0．15HHn以下占85％。

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