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本研究用辽宁大石桥的廉价镁砂为原料研制具有吸附功能的氧化镁吸附剂,并利用氧化镁吸附剂进行了脱硫的实验研究。
首先详细阐述了现有烟气脱硫技术现状及其发展趋势,对已有的几种氧化物脱硫技术进行了分析比较,提出了氧化镁在干法脱硫方面的可行性及应用前景。
本研究对镁砂吸附剂的原料配比、工艺条件及其吸附性能的进行了系统的实验研究,并对镁砂吸附剂进行活化研究,活化采用焙烧的方法,在实验的基础上确定镁砂吸附剂制备的工艺最佳条件为:原料配比为镁砂:硅酸钠:氯化钙=75:15:10,焙烧温度控制在550℃,焙烧时间为2h时,活化效果最好,比表面增加到21.3982m<2>/g,但硫容相对较低约为6.96mg/g儋。因为硫容是衡量吸附剂脱硫性能的重要指标,所以实验采用添加助剂Na<,2>CO<,3>的方法提高吸附剂的性能,实验结果表明,添加助剂后吸附剂硫容明显提高,达到16.92mg/g。
在自行设计安装的一套脱硫试验装置中,对氧化镁吸附法脱除燃煤烟气中的二氧化硫过程及影响因素进行了实验研究,研究氧量、水蒸气量、烟气温度等因素对脱硫效率的影响。提出以上各主要参数的合理取值范围,即O<,2>/SO<,2>=6~8,烟气温度为120~150℃,H<,2>O/O<,2>=2~4,二氧化硫浓度为1500~3000mg/m<3>,床层高度为5~7cm。此时,镁砂吸附剂的脱硫率达到92%以上。
分析了脱硫吸附机理,在脱硫过程中,不仅发生了物理吸附,而且还有化学吸附的发生,研究了二氧化硫与MgO接触时发生的一系列反应及步骤。
再生实验中采用了碱洗加热再生并用水蒸气吹脱的方法,碱洗采用饱和Na<,2>CO<,3>溶液浸泡,实验中研究了碱洗时间、焙烧温度及时间对再生后的吸附剂脱硫性能的影响,得出在碱洗60min,焙烧温度为550℃,焙烧时间为40min时,再生效果较好,再生一次后吸附剂硫容仅降低9.43%。