粉煤灰应用于碱式硫酸铝法脱硫的研究

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1、粉煤灰应用于碱式硫酸铝法脱硫的研究　　(1.内蒙古机电职业技术学院，内蒙古呼和浩特010051；2.内蒙古工业大学电力学院，内蒙古呼和浩特010080) 　　摘要：文章阐述了如何利用粉煤灰中富含Al2O3的特性，使之与碱式硫酸铝法脱硫工艺相结合，从而形成气固兼治、以废治害、变废为宝的脱硫盈利产业链。 关键词：碱式硫酸铝；粉煤灰；脱硫 　　中图分类号：X701.3文献标识码：A文章编号：1007—6921(XX)13—0048—02 　　碱式硫酸铝溶液作为一种脱硫剂，在常温下能够吸收大量的SO2气体，其分子通式为Al2(SO4)3·xAl2O3，该溶液中的有效脱硫成分是A

2、l2O3。粉煤灰中的主要成分是SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO、MgO等，其中Al2O3的含量在16.5%～35.4%［1］，内蒙古西部某些电厂粉煤灰中Al2O3的含量甚至高达40%以上。由于粉煤灰中高的含铝量，文章试着利用粉煤灰制备碱式硫酸铝脱硫剂，研究出一种廉价的高效烟气脱硫工艺。 1粉煤灰在脱硫过程中的作用 　　内蒙古工业大学电力学院液相生化法烟气脱硫项目组在呼和浩特发电厂进行脱硫中间试验中发现：当pH值在4～5范围内时，长期循环利用的某种脱硫液体与纯CaO制备的脱硫液体比较，在其他运行工况相同的条件下，前者脱硫效率比后者高约50%左右，且脱硫后液体的pH值前者比后

3、者下降微小的多。加入CaO维持入口脱硫液体pH值在4～5范围内，后者脱硫效率始终稳定在45%～50%之间，而前者脱硫效率在约2h内由95%以上逐渐下降到45%～50%之间后呈现稳定趋势。停运数小时后，前者液体又重复出现上述现象。 　　针对以上两种脱硫液体产生的脱硫效果差异，文章对前者液体进行了离子分析，其结果见表1： 　　740)this.width=740"border=undefined> 　　从结果中可以看出，该溶液在吸收SO2过程中消耗最大的是Al3+，可以说Al3+对脱硫效果的影响最大，经查阅大量文献，认识到这种现象与碱式硫酸铝溶液吸收SO2的机理相同。由于当时的试验

4、装置为脱硫除尘一体化设备，可以分析出溶液中大量的Al3+很可能来自于烟气中的粉煤灰。因此，文章又对呼和浩特发电厂粉煤灰金属氧化物进行了测定，其结果见表2： 　　740)this.width=740"border=undefined> 　　由表2知，粉煤灰中Al2O3含量高达40.30%，而Al2O3在酸性溶液中浸泡，溶液中必然有Al3+的浸出，这与大量的Al3+很可能来自于烟气中的粉煤灰的推断相吻合。 2碱式硫酸铝溶液的脱硫原理 　　碱式硫酸铝作为吸收剂吸收SO2的方法有两种，即碱式硫酸铝——石膏法与碱式硫酸铝——解析法，其物理化学原理有相同与不同之处，分述如下： 2.1碱式

5、硫酸铝——石膏法 　　该法用碱式硫酸铝溶液吸收烟气中的SO2，然后将此吸收液氧化，再用石灰石再生为碱式硫酸铝循环使用，同时可副产石膏。该工艺过程由三个基本步骤组成，即吸收、氧化、中和。下面将其原理分述如下： 　　2.1.1吸收：碱式硫酸铝溶液对SO2具有良好的吸附能力，化学反应如下： 　　Al2(SO4)3·Al2O3+3SO2＝Al2(SO4)3·Al2(SO3)3 　　由反应式可知，溶液中吸收SO2的有效成分是Al2O3,Al2O3含量的多少，将决定对SO2的吸收能力，它在溶液中的含量通常用碱度表示，碱式硫酸铝可表示为Al2(SO4)3·xAl2O3，碱度为100x%。即

6、：碱度为Al2O3占溶液中总铝的百分数［2］。 　　2.1.2氧化：吸收SO2后的溶液用空气中的氧气将Al2(SO3)3氧化为Al2(SO4)3： 　　2Al2(SO4)3·Al2(SO3)3+3O2＝4Al2(SO4)3 　　2.1.3中和：用石灰或石灰石粉中和使吸收液再生，其反应式如下： 　　2Al2(SO4)3+3CaCO3+6H2O＝Al2(SO4)3·Al2O3+3CaSO4·2H2O↓+3CO2↑ 　　石灰石的粒度要求不小于200目的在80%以上，而在其他方法中则要求不小于325目［3］。 　　碱式硫酸铝溶液的制备反应式与式相同，可用工业液体矾或粉末硫

7、酸铝［Al2(SO4)3·16～18H2O］溶于水，然后添加石灰或石灰石粉中和，沉淀出石膏，以除去一部分硫酸根，即得到所需碱度的碱式硫酸铝，根据需要的碱度控制石灰或石灰石粉的添加量。通常控制碱度在10%～40%，在碱度大于50%时容易形成絮凝状沉淀物。 2.2碱式硫酸铝—解吸法 　　该法由溶液制备、吸收、解吸和再生以及液体SO2制备等工序组成，它是将溶液吸收SO2后生成的不稳定络合物加热到60~80℃时分解出SO2，然后送至液体SO2制备