固相低化學勢物質資源化的生態(tài)產(chǎn)業(yè)體系研究.pdf

1、傳統(tǒng)過程工業(yè)的單向發(fā)展模式導致過程的最終副產(chǎn)物大都是低化學勢物質，如磷石膏、鉻渣、煤矸石、芒硝、NaCl、HCl、CO2、H2O等，其中一些副產(chǎn)物已被利用作為原料，重新進入資源循環(huán)利用過程，但大多數(shù)副產(chǎn)物由于技術或經(jīng)濟的原因目前尚未被資源化，導致了嚴重的環(huán)境污染和資源浪費。特別是固相低化學勢物質，如磷石膏、鉻渣、煤矸石、芒硝等，由于產(chǎn)量大、處理困難等原因，大部分被直接丟棄或長期堆放，不僅占用了大量土地，更造成了嚴重的環(huán)境污染，對資源節(jié)約

2、和環(huán)境保護都產(chǎn)生了不良影響。因此，如何通過對固相低化學勢物質進行資源化利用，構建完整的生態(tài)產(chǎn)業(yè)體系，緩解資源利用和環(huán)境污染之間的矛盾，發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟，已經(jīng)成為目前急待解決的問題。 本論文以科學發(fā)展觀為指導，貫徹生態(tài)工業(yè)、循環(huán)經(jīng)濟和可持續(xù)發(fā)展理念，對過程工業(yè)中所產(chǎn)生的固相低化學勢物質資源化的生態(tài)產(chǎn)業(yè)體系的構建進行了分析和研究，主要包括以下兩大部分： 1.固相低化學勢物質資源化的生態(tài)產(chǎn)業(yè)體系構建。在分析固相低化學勢物質資源

3、化現(xiàn)狀及其技術支撐體系的基礎上，主要以過程工業(yè)中所產(chǎn)生的典型固相低化學勢物質磷石膏、鉻渣、煤矸石等為例，通過運用減量化、再利用、資源化等技術手段，對磷石膏、鉻渣、煤矸石的資源化途徑進行了分析，并在此基礎上，構建了磷石膏、鉻渣、煤矸石資源化的生態(tài)產(chǎn)業(yè)體系，分析了生態(tài)產(chǎn)業(yè)體系中的技術關鍵。分析表明，在當前資源短缺和環(huán)境污染的嚴峻形勢下，通過綜合運用生態(tài)集成技術，大力發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟和生態(tài)工業(yè)，對過程工業(yè)中產(chǎn)生的固相低化學勢物質進行資源化利用，不

4、僅可以減少由于固相低化學勢物質的大量排放所引起的環(huán)境污染問題，同時固相低化學勢物質可被作為一種新的資源進入到生產(chǎn)過程，最終可有效緩解經(jīng)濟發(fā)展與資源短缺、環(huán)境污染之間的矛盾，促進經(jīng)濟、資源、環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。 2.磷石膏資源化的熱力學分析和反應工程問題探討。分解磷石膏制硫酸聯(lián)產(chǎn)水泥是磷石膏資源化的重要途徑之一，在分析磷石膏資源化的生態(tài)產(chǎn)業(yè)體系的基礎上，以熱力學分析為手段，重點研究磷石膏的加熱分解資源化轉化過程，闡明分解反應發(fā)生的

5、可能性與化學反應工程問題，探討將固相低化學勢物質轉化為有用資源的技術和工程實施的可行性。分析表明，在還原介質存在的情況下，可以大大降低磷石膏分解所需溫度，減少磷石膏分解所需吸收熱量，與固相還原介質C存在下磷石膏分解的固-固反應比較，在氣相還原介質CO存在下的氣-固反應更有利于磷石膏分解反應器中傳熱、傳質過程的進行，同時決定了磷石膏分解可以采用流態(tài)化技術，并對磷石膏分解反應器的設計提出了一些設想。該研究結果對類似磷石膏的一類固相低化學勢物