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SO2排放在世界范围内造成了严重的污染,目前全世界一年要向大气排放硫氧化物1亿吨,钢铁工业的烧结过程排放了大量的 SO2,占全世界排放总量的7%。为了研究钢铁工业烧结过程中 SO2的排放特性,设计了一套分析测定装置,针对添加熔剂燃料的烧结混匀料、铁精矿和燃料升温至1200℃过程中及1000℃和1100℃恒温条件下硫的转化行为及排放特性,得出了以上几种成分在不同温度下的SO2的排放特性,分析了加热温度、碱度、恒温时间对于SO2排放的影响趋势,探索了各种因素对于SO2排放的作用机制,以及试验现象与脱硫反应之间的规律。
某钢铁厂的烧结混匀料的三种主要成分(铁矿、燃料、熔剂)中,在同样温度下燃料SO2排放量最大,因此燃料中的S含量是影响烧结矿SO2排放的主要因素。烧结过程中SO2析出主要受温度、时间和碱度的综合影响。温度越高、停留时间越长SO2排放量就越大,碱性熔剂的添加可以大大降低SO2排放量。提高碱度对于降低SO2析出影响不大,碱度1.2时的固硫作用与碱度1.4时的固硫作用相近。某钢铁厂的烧结混匀料中燃料中的有机硫在1000℃之前分解析出SO2,在1000℃之后铁矿石中的无机硫分解析出SO2。
要实现SO2的排放控制,就要做好总体控制,我国的烟气脱硫技术研究很多,但是固硫技术起步较晚,借鉴发达国家的经验,固硫剂是固硫技术中至关重要的一步,本课题就是对固硫剂固硫效果的影响因素进行试验室研究,为以后的实际生产提供理论分析的基础。
本课题通过热天平、管式加热炉和综合烟气分析仪等仪器来分析测试固硫剂的一些影响因素,选取的固硫剂主要是钙基固硫剂和氨基固硫剂,在线监测不同温度、不同时间燃料排放的SO2浓度,检测固硫剂的固硫效果。
影响固硫剂固硫效果的因素有温度、加热时间、SO2浓度、固硫剂颗粒大小、添加剂等,研究表明,固硫率随温度升高、加热时间延长、固硫剂粒度减小而迅速升高。
不同种类的钙基固硫剂由于本身的性能不同,固硫效果也不一样,氢氧化钙在600℃~900℃固硫效果很好,碳酸钙在高温时(1000℃以后)固硫效果明显,无论钙基固硫剂以何种形式存在,最终都是以CaO与SO2反应。钙基固硫剂存在高温固硫率低的问题,但是由于其低廉的成本和广泛的来源在生产中依然作为主要的固硫剂使用。
氨基固硫剂在低温时的固硫效果很好,但是由于成本和其本身对装置的腐蚀性,在技术上还存在一定得困难,有待我们做更进一步的研究。