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利用粉煤灰技术综述

阅读：347发布时间：2008-4-11

    当前国内实施的烟气脱硫工程中，无论是大型的电厂锅炉还是中小型的燃煤锅炉，大多数是采用湿法烟气脱硫技术，因为这项技术的脱硫率高、工艺也比较成熟可靠。但对于还处在发展阶段中的中国来说，湿法工艺还存在投资大、运行费用高和存在二次污染隐患等问题，一般企业难以承受。尤其对于中小型燃煤锅炉，在近几年里所上的一大批简易湿法烟气脱硫设备中，由于用户或商家为了节省投资或应付差使，往往忽视了防腐蚀、烟气再加热、废水或废渣处理等环节，大大影响其使用寿命和实际运行率。笔者在本文介绍各种利用粉煤灰脱硫技术，其目的是想寻求一条新的烟气脱硫途径，希望能引进、开发和研制一些更适合我国国情、效果好、费用低并为用户乐意接受的实用脱硫技术。
     1. 粉煤灰理化性质及其脱硫原理
电厂粉煤灰化学成份中大部分是SiO2和少量Al2O3、Fe2O3、CaO、TiO2，钾、钠、镁、硫、磷的氧化物少许，其余是炭粒。其中碱性氧化物CaO含量约在10％～20％左右，当灰水在酸性条件下，Ca2+离子的溶出量较高，因此粉煤灰水具有一定的脱硫能力。目前一些水膜除尘器，由于灰水的重复利用，在除尘的同时也有一定的脱硫作用，脱硫率在15％～20％左右。
     另外炭粒（这里指煤粉）在燃烧中由于气体的挥发和化学反应，形成表面多孔、形成复杂的焦状颗粒，比表面积约为0.8~2.4m2/g。其中大部分是玻璃球体，其余是结晶物质和未燃烬颗粒。成为一种空心颗粒与实心颗粒、多孔颗粒与规则颗粒、有机物质和无机物质相互混合的特殊粉体。在干法脱硫技术中，利用了这种特殊结构的良好反应活性，把粉煤灰作为脱硫剂的载体进行烟气脱硫，脱硫率可以高达90％以上。
     2. 利用灰渣水脱硫试验
用某热电厂提供的灰渣，燃煤的灰分的成分为：SiO244％～59％、CaO24％、Al2O314％～17％、Fe2O39％～17％、MgO1％～2％、Na2O2％，、 用灰渣配制深度为1％、4％和8％的浆液，测试它们对SO2气体的吸收率，试验结果如表1所示。
表1 灰渣水脱硫效率η与灰渣水浓度a、pH值和反映时间t的关系
a=1%
a=4%
a=8%
T
(min)
η
(%)
pH
T
(min)
η
(%)
pH
T
(min)
η
(%)
pH
5
89.12
6.92
5
52.48
7.52
5
53.21
7.81
10
75.70
4.05
10
68.00
4.49
10
47.47
7.12
15
72.70
2.99
15
67.86
3.59
15
34.85
7.00
21
68.90
2.59
21
67.85
3.07
21
34.39
6.63
26
54.60
2.49
26
57.21
3.01
26
34.05
6.43
利用锅炉灰渣水脱硫的反应机理复杂，其脱硫能力的高低取决于气体、液体的扩散速度以及碱性物质浸出速度和浸出量的多少。PH值在7.0~3.5时，脱硫率由90％缓慢下降到70％左右；pH值低于2.5后，脱硫率急剧下降。当灰渣水深度高出一定值后，脱硫率反而会降低，因为pH越高，Ca2+离子越难溶出。工业性试验证明，利用锅炉灰渣水脱硫，可以节约20％～60％的吸收剂用量。

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