燃煤脱硫镁渣用于治理沙漠的研究与应用

一、燃煤脱硫镁渣用于治理沙漠的研究与应用

燃煤烟气中的二氧化硫是国家环保部门重点监控的排放指标，烟气脱硫技术的发展和应

用在我国发展较快。燃煤烟气脱除S02的工艺之一是利用MgO吸收S02，即MgO+

S02--~MgS04。在清除烟气中的S02后，会产生大量的废渣，其主要成分是MgS04‘7H20，

这些废渣每年要占用大面积的堆放场地。所以，烟气脱硫工程能否持续运行，其关键问题是

能否找到废弃物再利用的途径。如果不加以妥善处置，会对环境造成二次污染，因此，应用

脱硫镁渣进行沙漠治理，是一个除弊兴利的环保循环经济课题。

2应用说明

我国有大面积无法利用的沙漠，这种土壤被人们认为是极其难以改良利用的。主要原因

是沙漠地区常年干旱缺雨，即使偶尔降雨也会很快蒸发。要使沙漠变绿洲，就必须使沙漠储

存足够的可供植物吸收的水分。

课题组野外考察发现，草原成分的植物基本上是依赖于当年的降水返青与生长，而荒漠

成分的植物却并不依赖于当年的降水。但水是植物的生命线，没有水是不能生存的。不靠降

水，那么必然有一个另外的特殊的水源。从荒漠土壤剖面结构上看，在50～100cm之间，会

出现一个连续、带状的白色的盐霜带。这是一个易溶性盐分的聚积层。上面的50cm是盐分

的淋溶层，也是非盐化层。研究发现多年生的草本植物根系，主要分布在淋溶层内，且不分

又、无细根；而进入盐分聚积层以后，侧根和细根则大量展布开来。草原植物一般是不抗盐

的，其渗透压和吸水力不能从高浓度=L壤溶液中吸收水分，只能在表层20cm内等待当年的

降水：沙漠植物是盐生植物，具有很高的渗透压和吸水力，只要不是很高浓度的液态水

二、脱硫剂利用率分析

针对干法/ 半干法脱硫技术中的脱硫剂利用率问题, 将以实际脱硫灰为研究对象, 从脱硫产物的成分分析入手, 采用反推手段, 探究脱硫剂的利用情况、问题形成原因和应对措施。

研究所使用的脱硫灰取自河北某电厂135 MW机组, 该机组采用典型的循环流化床半干法烟气脱硫系统, 设计钙硫比为1. 3, 而实际运行过程中钙硫比高出设计值较多, 通常在1. 8~ 2. 2 之间, 受负荷、煤种以及脱硫剂品质的影响而波动。脱硫灰取样时, 脱硫系统运行的实际Ca/ S 摩尔比为1. 8: 1, 脱硫效率为90% , 所用脱硫剂品质为优质, 该脱硫灰样可视为该脱硫系统较佳工况下的产物, 具有典型性。现对该脱硫灰样进行了下面一系列分析测试。

1. 2 分析方法与过

程首先采用国家标准GB/T 176- 1996 所规定的化学分析方法对脱硫灰样进行了化学成分测定, 该方法是粉煤灰成分测定的一般方法, 表1 为分析结果。其中, 测定烧失量的灼烧温度为960 e , SO3 的测定采用氯化钡溶液沉淀硫酸盐的重量法进行。可以看出, 通过该方法测定的SO3 含量很低, 这是因为亚硫酸盐不能被测出, 也因此使得成份总量只有80. 77%。因此, 该方法的结果不能完全表征脱硫灰的化学成分。

于是, 又采用X 射线荧光光谱分析结合远红外高温S/ C 分析对脱硫灰样进行了测定, 表2 为测得的成份数据。该方法通过高温纯氧燃烧的方式使脱硫灰中的硫全部转化为气态SO2, 再通过远红外光谱的形式检测, 测出的是样品中的全部硫分。可以看出, 该方法与化学分析方法测出的SO3 差别很大,但Si、Al、Fe、Ca、Mg 等主要金属元素的结果非常接近。

另外, 为便于确定脱硫灰样的矿物组成, 还对其进行了X 射线衍射分析, 图1 为脱硫灰样的XRD 图谱。图谱显示, 脱硫灰的主要矿物组成为亚硫酸钙(A) 、碳酸钙( B) 和莫来石( C) 、石英( D) , 其中亚硫酸钙和碳酸钙属于脱硫产物部分, 莫来石和石英属于粉煤灰的组份。XRD 图谱中CaSO4 的衍射峰非常不明显, 说明其含量很少, 这也与化学分析法所测的硫含量很低相互印证。

三、如何实现脱硫系统水平衡？最好能有实例。

1、这个问题很复杂，弄好了很简单、弄不好了很懊恼！

2、首先是设计的合理正确性，这是先天性，要想解决设计不足而出现的问题，那就得是改造！

3、从原理上你要知道或掌握脱硫系统运行都哪个地方消耗水，哪个地方需用的水是回流的、哪个地方的水是排掉的（不回系统里了）。所谓的水不平衡大都是水多是吧？

4、从运行调节原理上：1）合理投入废水装置，使其达到出力；2）调控排烟温度，温度越高带走的水分就越多；3）控制别人工业冷却水、轴封水等回到系统了来；4、及时排放石膏

待续吧！

四、某研究人员按图甲所示流程进行“燃煤烟气的脱硫研究”．实验中，SO2和O2混合气体连续通入，水和铁在起始

（1）高温使气体的溶解度降低，不利于气体的溶解，

故答案为：温度过高，二氧化硫的溶解度下降；

（2）搅拌或增大接触面积可以加快该反应速率，可使用铁粉，

故答案为：搅拌或使用铁粉；

（3）①二氧化硫与水反应生成亚硫酸，溶液酸性增强，pH值减小，

故答案为：二氧化硫与水反应生成亚硫酸，溶液酸性增强；

②生成的Fe2+对亚硫酸氧化生成硫酸的反应起催化作用，

故答案为：H2SO4，生成的Fe2+对亚硫酸氧化生成硫酸的反应起催化作用．

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