低濃度SO-,2-磷礦漿液相催化氧化凈化研究.pdf

1、本文以脫除硫酸廠排放的低濃度SO2為研究?jī)?nèi)容，在充分分析國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究工作的基礎(chǔ)上，提出了磷礦漿液相催化氧化脫硫的新方法。實(shí)驗(yàn)主要確定了磷礦漿脫硫的最佳反應(yīng)條件，并進(jìn)一步強(qiáng)化了各種影響因素對(duì)反應(yīng)的作用，得到了較高的脫硫率。采用正交實(shí)驗(yàn)，確定了反應(yīng)中主要因素對(duì)脫硫效率影響的大小順序?yàn)椋簹怏w流速＞吸收溫度＞礦漿固液比，并確定了磷礦漿吸收SO2的最佳反應(yīng)條件：①磷礦漿固液比為48％；②氣體流速為0.3L/min；③吸收溫度為20℃；④煙氣中氧

2、含量為21％。在最佳反應(yīng)條件下，磷礦漿100％脫除SO2的時(shí)間可達(dá)400min，磷礦粉對(duì)SO2的吸收容量為2.68×10-2gSO2/g礦粉，礦漿過(guò)濾后澄清液中的P2O5質(zhì)量百分含量可達(dá)3.20％。磷礦漿液相催化氧化脫硫過(guò)程涉及氣、液、固三相間傳質(zhì)、液相中的化學(xué)反應(yīng)和液固表面化學(xué)反應(yīng)。其中，二氧化硫液相催化氧化為稀硫酸的過(guò)程主要受到礦漿的pH值和O2液膜吸收步驟的控制；稀硫酸與磷礦發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成稀磷酸的過(guò)程主要受反應(yīng)溫度控制。實(shí)驗(yàn)結(jié)果

3、表明，氣體流速的升高對(duì)反應(yīng)不利；吸收溫度的升高對(duì)反應(yīng)不利。隨反應(yīng)的進(jìn)行，礦漿中pH值降低，脫硫效率也隨之降低，這主要是因?yàn)檩^低pH值時(shí)，SO2在溶液中以SO2·H2O為主要存在形式，與Fe3+無(wú)法形成中間絡(luò)合物來(lái)誘發(fā)催化氧化反應(yīng)，因此保持吸收液pH值為4～6，增大氣液傳質(zhì)可提高脫硫效率。氣體中SO2濃度的增加，氧含量的降低也對(duì)脫硫不利，使礦漿吸收效率下降。整理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出SO2氧氣濃度比X與反應(yīng)時(shí)間Y的經(jīng)驗(yàn)線性方程：Y=-3.2471X

4、+1044.1，經(jīng)工廠現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)數(shù)據(jù)驗(yàn)證，在試驗(yàn)誤差允許范圍內(nèi)，該經(jīng)驗(yàn)線性回歸方程能較為準(zhǔn)確反應(yīng)出SO2氧氣濃度比與反應(yīng)時(shí)間關(guān)系。研究還發(fā)現(xiàn)，礦粉被微波輻照后，磷礦漿對(duì)SO2的吸收容量得到提高；不同的磷礦若化學(xué)成分相近，磷礦中Fe2O3含量相差不大則磷礦漿脫硫的能力也相近。工廠現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)結(jié)果表明，采用磷礦漿吸收凈化硫酸尾氣，SO2脫除率≥80％的反應(yīng)時(shí)間可達(dá)到653min，礦漿過(guò)濾后澄清液中的P2O5質(zhì)量百分含量可達(dá)1.20％。磷礦漿吸收法