金属镁渣作为脱硫剂的性能实验研究
金属镁废渣在循环流化床锅炉烟气脱硫中的应用
水 金属镁
一
从脱硫塔循环池通过 ６台脱硫循 环泵 ，将脱硫剂 分别打人 ２台脱硫塔进行 烟气 吸收脱硫 ，脱硫 后的污
水经脱硫塔底部流 出，自流返回脱硫塔循 环池 中连续
下一个循环 望 液 备 及 洗 环 气 热 口 收
无 污 染 物质 。
关 键 词 ： 属 镁废 渣 ； 金 脱硫 ； 用 ； 环 流 化床 锅 炉 应 循
中图分 类号 ： ７ １ 文 献 标识 码 ：Ａ 文 章 编 号 ：１ ７— ９ ２ ２０ ）２ ０ ３ — ３ Ｘ ０、 ３ ６ ４ ０ １ （０ ８ ０ －０ ８ ０
Ｉ 工 艺 原 理
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３ ８
ｌ 综。 合用
金渣流炉硫用 属在化烟中 镁循床气的 废环锅脱应
舍 锈 渣 循环 床 属 废 在 流 锅炉 烟 脱 的 用 气 硫中 应
任玉生 、 徐 宁 ，
（． １吕梁市科技局 ， 山西 吕梁 ，３ ００ ２ ０ ３０ ； ． 无锡市华星电力环保 工程有 限公 司， 江苏 无锡 ， １００ ２ ４０ ）
… 一 —
３ 喷 淋 吸 收 系统
锅炉烟气在引风机的推动下 ，从脱硫塔下部径 向 进人脱硫塔 ， 浆液从脱硫塔顶部由三层 喷淋层 喷 出， 浆 液雾化成一定粒径的雾滴 与烟气 接触传 质 ，雾 滴吸收 烟气 中的 Ｓ Ｏ ， Ｆ和 Ｈ １ Ｏ， ， Ｓ Ｈ Ｃ 等酸性 气体 ，在 吸收塔
摘要 ： 属镁废渣 中含有 ５ ． 金 ２ ％的 Ｃ Ｏ，． ％Ｎ Ｏ， 于水 后生成强碱 Ｃ （ Ｈ） 与 ｎ （ Ｈ）， 气中需 ４ ａ ９２ ７ Ｍｇ 溶 ａＯ ｇ ｏ 烟
脱 除 的 Ｓ 于水 后 生 成 ＨＳ ， ２Ｏ 与 Ｃ （ Ｈ）和 ＭｇＯ 脱 硫 塔 中发 生 酸碱 中和 反 应 ， 成 石 膏 等稳 定 Ｏ溶 ２Ｏ ， ｓ ， Ｈ ａＯ （ Ｈ）在 生
循环流化床锅炉脱硫中镁渣的应用研究
好，加入大量的镁渣不仅会花费额外的成本，镁渣在锅炉内会大
速率，同时还会对镁渣的结构产生影响，例如扩大镁渣的孔径 等。增加烟气与镁渣的接触面积，因此当温度升高时，镁渣的脱 硫性能应当随之提升。
1 镁渣的特性
为衡量镁渣的组成以及结构特性，我们前往某镁生产工厂，
取其生产过程中排放的镁渣进行了测定，具体组成如表 1 所示。
表 1 镁渣中所含元素的质量分数
所含元素 Mg Ca O Fe Si
图 1 镁渣脱硫实验过程 实验过程中通入的含硫烟气为自配制烟气，采用 SO2、O2 和 N2 混合而成，模拟燃煤生成的废气，其中 SO2 的含量为 0.3%。 2.2 反应温度对镁渣脱硫性能的影响 温度对镁渣脱硫性能的影响机理为温度会改变化学反应的
收稿日期 ：2020-03 作者简介 ：高利宁，女，生于 1982 年，汉族，陕西榆林佳县，研究生，讲师，研 究方向 ：机械工程。
摩尔比达到 2.50 时，脱硫的效率达到了 62.7%，可以有效的脱除
烟气中的硫含量，对降低环境污染具有非常好的作用。
为衡量钙硫摩尔比这一数值与脱硫效率之间的关系，我们
进行了相关的实验，结果如图 3 所示。根据化学反应的平衡原
理，向锅炉中加入的镁渣数量越多，脱硫的效果就越好，烟气中
的硫含量就越少。但实际生产中并不是加入的镁渣含量越多越
质量分数 15.9 45.2 31.7 41.3 14.9
2 镁渣的脱硫性能 2.1 实验室实验
为测试镁渣的脱硫性能，在实验室中采用 TGA（热重分析 仪）进行脱硫实验，实验的记录指标为温度与镁渣脱硫效果之间 的关系。首先，镁渣被放置在 TGA 的坩埚中进行加热，随后将 含有硫的烟气从 TGA 顶部通入，在 TGA 底部则通入 N2 作为保 护气，脱硫过程在坩埚内进行，脱硫后的气体则进入数据记录中 心，分析其中的硫含量并进行记录，实验过程如图 1 所示。
镁在铁水脱硫中的应用
镁在铁水脱硫中的应用陈辉喻淑仁摘要镁作为一种强脱硫剂,在铁预处理中应用较为广泛。
文中对镁在铁水中的脱硫机理作了简要的叙述,总结了镁脱硫的方法和特点,并分析了影响镁脱硫的主要因素,对镁在脱硫中的应用与发展提出了建议。
关键词镁铁水脱硫Application of Magnesium in Desulphurization of Hot MetalChen Hui Yu Shuren(Wuhan University of Science & Technology )Abstract Magnesium has been used widely in pretreatment of hot metal as a kind of strong desulphurizing agent. This paper briefly introduces the mechanism of desulphurization of hot metal by magnesium, summarizes the methods and characteristics of desulphuriazation by using magnesium, and analyzes somemajor factors which adversely affect desulphurization. Finally, some suggestions have been put forward to improve desulphurization by megnesium.Keywords magnesium hot metal desulphurization1 前言为满足市场对钢材质量愈来愈高的要求及钢铁生产厂家自身降低成本的需要,寻找合理的工艺流程和有效的冶炼手段一直是冶金行业的重要研究课题。
铁水预处理脱硫已被公认是高炉—转炉—连铸工艺流程降低钢中硫含量的最佳工艺,改善高炉和转炉操作的重要手段之一［1,2］。
金属镁冶炼还原渣脱硫性能的实验研究
Ｅｘ ｅ ｉ ｅ ｔ ｌ ｓ ａ ｃ ｎ ｔ ｅＣａ ｂ ｎ Ｆ ｂ ｒＲｅｎ ｏ ｃ ｄ ｐ ｒｍ ｎ ａ ｅ ｒ ｈ ｏ ｒ ｏ ｉ ｅ ｉ ｆ ｒ ｅ Ｒｅ ｈ
Ｌｇ ｔ ｅ ｈ ｇ ｒｇ ｔ Ｃ ｎ ｒｔ （ Ｆ Ｌ Ｃ） ｉｈｗ ｉ ｔ ｇｅａｅ ｏ ｃｅｅ Ｃ Ｒ Ａ ｇ Ａ
成分分析， 并利 用 Ｔ Ａ研 究 了金属镁 冶炼还原渣在不 同氧 气含量、 同粒径 、 同反 Ｇ 不 不
应 温 度 条件 下作 为 脱 硫 剂 的性 能 。
关键词 ： 金属镁冶炼还原渣 ； 脱硫 ； 热重分析
中图 分 类 号 ：Ｑ ３ Ｔ ０ 文 献标 识 码 ： Ａ
量分数在 ５ ％左右的情况 ， ６ 对镁 渣进行脱 硫性能 的研究 ， 望找到一条 希
脱硫技术（ 主要是利用氧化钙进行脱硫的方式 ）结合镁渣中氧化钙的质 ，
本文属 湖南省 自然科学基金项 目“ 轻骨料碳 纤维混凝土本构关系
研 究” 编 号 ０ Ｊ４０ ４ 的 论 文 。 （ ４Ｊ０ ０ ）
为了分析粒径对镁渣脱硫性 能的影 响 ， 对镁渣进 行筛分 ， 从粒 径上 将 镁渣样品分 为 ４ 级别 ：Ｏ１５ｆ Ｏ ０ ｍ ０ ５ｍ ０ ５ ｉ ０ 个 ＜ ． ｍ，． ５ｍ 一 ． ｍ，． ｌ － ０ ｉ ｌ １ １ １ ｍｌ ３ ～ ［ ］ 王忠德 ， ３ 张彩霞 ， 方碧华 ， 实 用建 筑材料实验 手册［ ． 京 ： 等． Ｍ］ 北 中
表 １ 镁渣成分 成分 ＣＯ ａ ＳＯ ｉ２ ｉｇ Ｏ Ｆ２ ｅ ０３ Ａｌ ３ ２ Ｏ
贡量分数， ５ ． ％ ５ ４
３． ４９ ６
５５ ． ９
３１ ． ４
０ ５ ．４ ５
由表 １ 可知 ， 镁渣内氧 化钙的含量在 ５ ％左右。 ６ 循 环流 化床锅炉 内 硫技术是将煤与石灰 石直接投放 入锅炉燃烧 脱 室内 ， 石灰石在高温下煅烧生成 氧化钙 ， 氧化钙与烟气 中的二氧化硫气
镁渣湿法脱硫性能的实验研究
渣呈炽热椭球状,温度可达１１００ ℃,自然 冷 却 后 变
成灰色粉末,经 ２３０μm 工 业 分 析 筛 筛 分 后 用 于 实 验.镁渣样品的元素组成如表１所示.
Keywords: magnesiumslag;wetfluedesulfurizationefficiency
我 国 镁 产 量 居 世 界 首 位 ,镁 渣 是 在 镁 冶 炼 过 程 中 产 生 的 工 业 废 渣 . 据 统 计 ,我 国 每 年 有 大 量 镁 渣 产 生[１]２,且 主 要 以 集 中 堆 砌 方 式 处 置 ,造 成 严 重 的 环境污染.有学者提出将镁渣应用于建筑材料制 造 [２]、环 境 污 染 治 理 等 [３] 方 面 . 镁 渣 中 的 碱 性 物 质 可 用 作 干 法 脱 硫 剂 . [４] 姬 克 丹 等 已 [５] 初 步 研 究 将 镁 渣 直 接 用 作 干 法 脱 硫 剂 ,但 其 脱 硫 效 率 较 低 . 目 前 镁 渣 在 湿 法 脱 硫 中 的 应 用 还 未 见 报 导 ,而 我 国 的 火 电 厂 脱 硫 装 置 超 过 ９０％ 使 用 的 是 湿 法 脱 硫 . [６] 因 此 ,研 究 镁 渣 用 作 湿 法 脱 硫 剂 意 义 更 为 重 大 ,而 要提高脱硫效率关键要掌握影响脱硫效率的因素. 张 东 平 等 研 [７] 究 发 现 ,通 入 氧 气 比 不 通 氧 气 的 脱 硫 效 率 约 高 ５％ ;ZHAO 等 指 [８] 出 ,反 应 温 度 会 通 过 改 变 脱 硫 剂 的 溶 解 性 能 来 影 响 脱 硫 效 率 ;ORTIZ 等 研 [９] 究 表 明 ,钙 硫 比 对 脱 硫 效 率 也 有 重 要 影 响 .
Abstract: Inordertoachievewasterecycling,magnesiumslagwasusedasadesulfurizertoremoveSO２inwet fluegasdesulfurization．Thedesulfurizationproductsand mechanism werestudied．Theinfluencesofoxygendose,
金属镁冶炼还原渣脱硫性能探析
颗粒大 小对 脱硫性 能也 有很 大影响 。从 实验数 据中 可以 了解到 颗粒 为 ＜0 . 103mm的镁渣与0.32mm-1.2mm的镁渣相比，在经过3h脱硫后，钙的利用率相 差17％左右。在化学反应的初期，径粒比较小的镁渣反应速度高于径粒比较大 的镁渣。从而可以看出，镁渣颗粒的大小是影响镁渣脱硫速率的重要因素之一。 经过深度研究发现，吸收剂的钙转化率伴随着镁渣颗粒的增大而变小。径粒比 较大的镁渣，由于会发生孔阻塞的情况发生，这样在很大程度上影响了钙的转 化效率。结论：径粒的大小对脱硫的效率有着很大的影响，在客观条件允许情况 下，最好选择径粒相对比较小的镁渣进行脱硫。
文献标识码:A
文章编号:1009-914X(2015)08-0044-01
金属镁在工业中的应用极多，因此就要进行大规模的生产，在进行生产过 程中，大约冶炼出一吨金属镁，就要生产出7t左右的金属镁还原渣。这种金属镁 还原渣属于工业废料，山西省属于产镁大省，其年产生镁渣大约在200万t左右， 但是对于镁渣的处理却是一大难题，现今处理镁渣的方法主要是倾倒在荒地中 或者填埋的方法进行处理，这样使空气及土地受到了很大的污染，本文针对这 一问题进行探讨。
四、结论 本次实验研究是在热重分析仪上进行的，虽然与循环流化床炉有比较大的 差别，但是，得出相应的转化率结果还是具有研究意义的。与此同时，还要充分 考虑到循环流化床炉的气固接触条件比较好，其脱硫性会比本次实验好很多， 在本次实验基础上，预计脱硫效率可以达到78.3％甚至更多。根据上述内容可 以断定在进行脱硫时，可以使用镁渣作为脱硫剂。镁渣可以作为脱硫剂使用不 仅解决了环境污染问题，还寻找到了廉价的脱硫剂，这在很大程度上促进了镁 工业及社会的可持续发展。 参考文献 [1] 乔晓磊.金属镁冶炼还原渣脱硫性能的研究[D].太原理工大学，2007 （05）. [2] 乔晓磊，金燕.金属镁冶炼还原渣脱硫性能的实验研究[J].科技情报开 发与经济，200（7 03）. [3] 李经宽，乔晓磊，金燕.金属镁渣作为脱硫剂的性能实验研究[J].太原 理工大学学报，200（8 11）. [4] 李经宽.镁渣脱硫剂活化性能的实验研究[D].太原理工大学，200（8 05）. [5] 乔晓磊，金燕，王旭涛，等.金属镁渣在流化床反应器内脱硫性能的实 验研究[J].再生资源与循环经济，201（1 05）. [6] 王兴.金属镁渣在流化床反应器内脱硫性能的实验研究[D].太原理工 大学，2011（05）.
镁脱硫技术的研究与应用
Ｑ ｕ ， ＨＥ ｈ ｎ — ｕ ， Ｉ ｅｊ ， ｉ—ｉ ｇ ＭＥ ＧＦ — ａ ｇ Ｉ ａＣ ＮＣ ａｇ ｈ ａＬ －ｉ ＨＵＸｎ ｌ ， Ｎ ａ ｇ Ｈ Ｄ ｎ ｎ ａ ｎ ｎ
收稿 日期 ：０ ６ ０ — ５ ２ ０ － ２ １ 作者简 介 ： （９ ０ ）男 ， 王凯 １７ 一 ， 山东莱芜人 ，９４年毕业 于山东工业大 １９
保 证 良好 的 流 动 性 ；化 学 成 分 ： ９ ％ ，ｉ Ｍｇ ２ Ｓ≤ ＞ ｔ
０． ％ ， Ｏｌ Ｐ≤Ｏ．０１ ， ０ ％ Ｓ≤ Ｏ０ ％ 。 ．０２
聚合物 中残存 的酸作 活化 剂制备 活性炭 ，此 活性 炭
还 可用 以处 理焦 化厂 的污水和废 气。
５ 结
论
Ｓ ｕ ｙｏ ｒｆ ａ ｉｎ ｏ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｉ ｇ ｔ ｄ ｎＰｕ ｉ ｃ ｔ ｆ ｉ ｏ Ｗ ｓｅＡｃｄｆ ｍ Ｂｅ ｚ ｌ ｉ ｎ ｒ Ｒｅ 于 ２ 。， 以 ９ｃ Ｏ 可
艺简单 、 投资相对较少等优点Ｉ 】 １ 。它是继苏打或碳酸 钠、 石灰 、 碳化钙基脱硫剂后的第 四代脱硫剂 ， 也是
铁水 炉外脱 硫处 理今 后发展 的方 向之 一 。在整 个钢 铁 生产工 艺流 程 中 ，该技术 的应 用既可 大幅度 地 降
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第２卷 第３ ８ 期
２０ ０６年 ６月
山 东 冶 金
ｔｌ ｇ ｕ Ｓ ａ ｄ ｎ Ｍｅａｌ ｒ ｙ ｈｎｏｇ
Ｖ０ －８． ． ｌ ２ Ｎｏ ３
Ｊ ｎ ０ ６ ｕ ｅ２ ０
・
试验 研 究 ・
镁 脱硫 技术的研 究与应用
Al-Mg合金在钢水中脱氧脱硫的行为分析及应用
摘要随着科学技术的发展，用户对钢材品质的要求越来越高，使得纯净钢生产成为炼钢技术发展的核心之一，采用新工艺尽可能降低钢中杂质元素的含量，特别是降低磷、硫的含量和非金属夹杂物的含量是纯净钢冶炼工艺研究的主要内容。
而钢中最常见的非金属夹杂物是氧化物和硫化物，所以去除钢中的氧和硫，改善钢的质量一直是炼钢生产的重要任务。
本文从热力学上分析了铝镁合金脱氧、脱硫的能力和效果以及它对夹杂物的改质、变性、去除的作用,探讨了铝镁合金在钢水二次精炼中的加入方法及其残留物对钢质量的影响，得出它在钢水的二次精炼中具有很大的应用前景。
关键词脱氧；脱硫；热力学；铝镁合金；夹杂物ABSTRACTWith the development of science and technology,users on the requirements of i ncreasingly high quality steel, make clean steel production has become the core of the development of steelmaking technology. Introduction of new technology as far as possible, reduce the content of impurity elements in steel,Especially the lower phosphorus, sulfur content and non metallic inclusion content in clean steel smeltin g process is the main research content.The most common and steel non metallic in clusions are oxides and sulfides.So the removal of oxygen and sulfur in steel,Impro ve the quality of steel has been the important task of steelmaking production.The d eoxidation ablity and desulphurization ablity of aluminium-magnesium alloy, changin g inclusion properties of aluminium-magnesium alloy , t ransforming inclusion char acters of aluminium-magnesium alloy and removing inclusion are analysed in therm odynamics.The adding method of aluminium-magnesium alloy during the secondary refining of molten steel and the effect of it s residue on the qualities of molten st eel are discussed in this paper The application prospect s of aluminium-magnesium alloy in the secondary refining of molten steel are also looked forward to the fut ure in this paper.Key words deoxidation; desulphurization;thermodynamic; aluminium-magnesium alloy ; inclusion1 铝镁合金熔体脱氧脱硫热力学分析随着科学技术的发展，用户对钢材品质的要求越来越高，使得纯净钢生产成为炼钢技术发展的核心之一，采用新工艺尽可能降低钢中杂质元素的含量，特别是降低磷、硫的含量和非金属夹杂物的含量是纯净钢冶炼工艺研究的主要内容。
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基金项目 : 太原市大学生创新项目 ( 07010753) 作者简介 : 李经宽 ( 1980- ) , 男 , 山西交城人 , 硕士, 助教 , 主要从事脱硫方向研究 , ( T el) 13994259424 通讯联系人 : 金燕 , 女 , 教授 , 博士生导师 , ( Tel) 13934630502
循环流化床锅炉脱硫技术是将煤与石灰石直接 投入到锅炉燃烧室内, 石灰石在高温下煅烧生成氧 化钙 , 氧化钙与烟气中的二氧化硫气体进行气固反 应, 生成亚硫酸钙 , 亚硫酸钙再 经过氧化生成 硫酸 钙, 达到固硫的目的。由于循环流化床内有大量的 固体颗粒反复循环, 气固混合强烈 , 因而具有较高的 燃烧效率和脱硫效率。由于这种脱硫技术与湿法脱
图4
镁渣扫描电镜图
相当条 件下 ( 粒 径小于 0. 105 mm, 900 , ( O2 ) 为 5% , ( SO2 ) 为 0. 2% , N 2 作为平衡气 ) , 预计脱硫效 率可达 76. 5% 。因此镁渣可以作为脱硫剂用于流化 床锅炉中脱硫。 2) 当 ( O2 ) 为 5% 时, 钙利用率比 ( O 2 ) 为 1% 时的钙利用率高 9% , 因此, 适当的空气过量系数可 以提高镁渣的脱硫效率。
可以看到氧化钙的存在, 而且表面孔隙比较多 , 孔径 比较大。但 在 图 5 中, 颗 粒 表 面 形 成 了 明 显 的 CaSO 4 的堆 积物 , 表面 粗糙 度显 著降 低。 由此 说 明, 反应中二氧化硫气体分子在与氧化钙发生反应 后在颗粒的表面堆积生成硫酸钙物质, 堵塞了原有 的孔隙, 阻碍了反应的进一步进行。这是镁渣钙转 参考文献:
第 39 卷 第 6 期 2008 年 11 月
*
太 原 理 工 大 学 学 报 JO U RN A L O F T AIY U A N U N IV ER SI T Y O F T ECH N OL OG Y
V ol. 39 N o. 6 No v. 2008
文章编号: 1007 9432( 2008) 06 0573 03
574
太原理工大学学报
第 39 卷
进行观测。
CaO + SO 2 + 1/ 2O2 ∀ CaSO4 .
( 2)
2
2. 1
实验结果与分析
粒径对镁渣脱硫性能的影响 取 0. 105, 0. 105~ 0. 150, 0. 15~ 0. 30, 0. 30~ 、 ( O2 )
1 00 mm 的不同粒径样品 , 在温度为 900
为 5% ( 注: ( O 2 ) 表示 O2 的体积分数 ) 、 ( SO2 ) 为 0. 2% 、 N 2 作为平衡气的条件下进行 2 h 脱硫, 将得 到的数据绘制成图 , 如图 1 所示。类似于粒径对气 固反应的一般结论 , 钙利用率随颗粒粒径的减小而 增大。从图中可知 , 粒径小于 0. 105 mm 的镁渣与 粒径为 0. 30~ 1 00 mm 的镁渣相比, 2 h 脱硫后钙 利用率相差 15% 。在反应过程中 , 小粒径镁渣无论 从反应速率还是最终钙转化率上都明显大于大粒径 镁渣。这说明粒径大小是影响镁渣脱硫速度及钙转 化率的重要因素。刘妮、 骆仲泱等人的研究发现, 吸 收剂的钙转化率随着粒径的增大呈现下降趋势 [ 2] 。 对于给定的孔尺寸分布, 较大的粒径较容易导致较小 的外部比表面积和较大的 l p / r 1 ( 孔长度与孔径比) , 由于孔堵塞的影响, 较大的 lp / r 1 将导致较低的钙转 化率[ 2] 。池涌、 岑可法等人的实验数据也表明, 随着 脱硫剂粒径变小, 脱硫效率迅速提高[ 3] 。
测重精度 /% ! 0. 4 准确度 /% ! 0. 1% /( 温升速度 min - 1 ) 0. 5~ 100
测重范围 /mg 0. 02~ 20
%
A l2 O3 0. 554
实验时 , 分别称取一定质量的样品, 放在热重仪 的白金坩埚内, 通入 N 2 , 开始加热。初始升温速度 为 100 20 / min; 加 热 至 700 后, 升 温 速 度 改 为 / m in, 直到设定温度。恒温保 持 10 m in, 切换
1. 01 t 金属镁 , 大约产出 6. 5~ 7 0 t 金属镁冶炼还 原渣( 以下称为镁渣 ) 。其中, 山西的镁产量占全国 的 80% , 每年产生的镁渣为 195~ 210 万 t 。镁渣在 金属镁的生产企业中属于废料 , 目前采用倾倒在荒 地和填埋山洼的办 法进行处理。金属镁渣为 粉状 物, 其中细粉含量很高, 直径小于 100 m 的颗粒超 过 60% , 易于悬浮在空气中, 形成粉尘污染。另外 , 金属镁渣还具有很强的吸 潮性, 使土 壤盐碱化、 板 结, 引发土壤污染。本文利用电感耦合等离子发射 光谱仪( ICP AES) 对镁渣内的金属原子进行测量 , 得到镁渣的成分 , 见表 1。分析结果表明 , 镁渣内氧 化钙的含量在 56% 左右。
[ 5]
。
第6期
李经宽等 : 金属镁渣作为脱硫剂的性能实验研究
575
2. 4
镁渣及其脱硫产物的微观结构 图 4 和图 5 分别表示不同放大倍数下镁渣在脱
化率不高的主要原因。
硫前后颗粒表面的形态结构。在图中, 可以清晰地 看到镁渣在脱硫前后颗粒表面形态的变化。从图 4
3
结论
实验研究是在常压热重分析仪上进行的 , 与循 环流化床炉内相比, 尽管 T GA 的气相扩散条件与 循环流化床的差别较大 , 但 从 T GA 得出的钙利用 率结果还是有一定意义的。 1) 考虑到循环流化床内良好的气固接触条件, 预计循环流化床的钙利用率会比 T GA 的结果有所增 加。如果脱硫剂按 25. 5% 计, Ca/ S 摩尔比为 3, 则在
图5
镁渣脱硫产物扫描电镜图
3) 粒径对脱硫效率的影响很明显 , 在条件允许 的情况下, 尽量选用粒径小的镁渣进行脱硫。 4) 镁渣脱硫的最佳温度范围与流化床锅炉燃 烧温度相吻合。 5) 从镁渣的微观结构可以看出, 由于反应产物 CaSO4 颗粒 堵塞了镁渣孔隙, 导致 反应趋于停滞, 如何提高孔隙率, 成为提高镁渣脱硫效率的关键。
1% 、 5% 的 条 件下 脱 硫 2 h 。在 反 应 开始 的 前 5 min, 两条曲线基本重合 , 不同的含氧量并不影响镁 渣脱硫性能 , 这说明氧气几乎不参与反应。作者认 为, 初始阶段的脱硫反应为: CaO + SO 2 ∀ CaSO 3 . ( 1) 在反应进行 5 min 后, 两条曲线的反应趋势出现较 大分歧, 表明氧气对脱硫反应作用明显 , 发生的主要 反应为:
[ 1] [ 2] [ 3] [ 4] [ 5]
孟树崑 . 对外出口依存度下降国内镁市场逐渐走向成熟 [ J ] . 中国有色金属报 , 2007 04 26. 刘妮 , 骆仲泱 , 岑可法 , 等 . 干性条件下脱硫反应中孔分布模型的研究 [ J] . 中国电机工程学报 , 2005, 25( 4) : 148 151. 池涌 , 岑可法 , 倪明江 , 等 . 用于流化床燃烧脱硫的石灰石的反应活性评价和测试研究 [ J] . 燃料化学学报 , 1996, 24( 4) : 309 314. 周芸芸 , 钱枫 , 付颖 . 湿法脱硫除尘产物中 CaSO 3 分解的研究 [ J ] . 环境污染与防治 , 2006, 28( 4) : 245 248. 屈卫东 , 杨建华 , 杨义波 , 等 . 循环流化床锅炉设备及运行 [ J ] . 郑州: 河南科学技术出版社 , 2002.
图 2 不同氧气含量下镁渣脱硫性能曲线
由于 CaSO 4 在高温下不易分解 , 使平衡右移。 120 m in 时, ( O 2 ) 为 5% 时的钙利用率比 ( O 2 ) 为 1% 时的钙利用率高 9% 。这说明烟气中的氧气含 量对镁渣的脱硫性能有很大的影响, 这也很好地符 合了周芸芸、 钱枫等的实验结 果, 即氧 气的存在对 CaSO3 分解有明显的抑制作用, 从而可以有效提高 脱硫性能的结论[ 4] 。因此, 适量的空气过量系数不 仅可以提高锅炉燃烧效率 , 而且对脱硫剂的脱硫效 率也影响巨大。 2. 3 温度对镁渣脱硫性能的影响 取粒径 小 于 0. 105 m m 的 样品 , 在 别在 800, 900, 1 000 ( O2 ) 为 5% 、 ( SO 2 ) 为 0. 2% 、 N 2 作为平衡气的条件下, 分 三个不同的反应温度下进行 2 h 脱硫 , 得到不同温度下镁渣的脱硫性能曲线 , 如 图 3 所示。从图中可以看出 , 800 时镁渣的脱硫速 度明显小于其他两个温度条件下镁渣的脱硫速度。 但是 900 到 1 000 脱硫性能 增加程度有限。这
金属镁渣作为脱硫剂的性能实验研究
李经宽 , 乔晓磊 , 金
1, 2 2
燕
2
( 1 山西电力高等专科学校 动力系 , 山 西 太原 030013; 2 太原理工大学 电气与动力工程学院 , 山西 太原 030024)
摘 要 : 通过分析金属镁冶炼还原渣成分, 利用热重分析仪 ( T GA) 对金属镁冶炼还原渣在不 同氧气含量 、 不同粒径、 不同反应温度条件下的脱硫性能进行了研究, 并观察了扫描电镜 ( SEM ) 下 金属镁冶炼还原渣反应前后的微观结构 , 探讨了金属镁冶炼还原渣作为脱硫剂的可行性。 实验结 果表明, 金属镁冶炼还原渣可以用于工业锅炉脱硫 , 能达到以废治废的目的 。 关键词 : 烟气脱硫; 金属镁冶炼还原渣; 热重分析; 扫描电镜 中图分类号 : X77 文献标识码 : A 中国镁工业从 20 世纪 80 年代起步, 90 年代得 到了快 速发展。目前 中国 已成 为世 界产 镁大国 , 2006 年 全国 镁 产 量 52. 5 万 t , 约占 全 球 产 量 的 70%
Experimental Research on Metal Magnesium Slag for Desulfurization