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碱渣滤饼制备脱硫剂关键技术分析

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  摘 要:碱渣问题一直是碱厂的技术难题,碱渣浆液经压滤后的碱渣滤饼更是难以攻克。将碱渣滤饼破碎打散均质后,制备成烟道气脱硫剂,可以实现以废治废、变废为宝的目的。综合碱渣滤饼的物化特性,分析了在制备脱硫剂过程中的几个关键点。
中国论文网 http://www.xzbu.com/1/view-7430779.htm
  关键词:碱渣;滤饼;脱硫剂
  DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.13.032
  0 前言
  纯碱是一种重要的基础化工原料,广泛应用于化工、冶金、建材、造纸、医药、食品等行业[1]。由于氯化铵使用受到限制,氨碱法制碱仍是我国北方碱厂生产纯碱的主要方法。氨碱法制碱在生产过程中产生大量的废渣、废液,这些废渣,目前技术无法全部处理,绝大部分为大面积堆放,或填入大海。造成大量土地资源浪费和环境污染[2]。如果将这部分废渣充分回收利用,代替石灰石,用于燃煤锅炉烟道气脱硫,不但对环保具有重大的意义,还可以节省大量的资源。
  碱渣呈白色颗粒状,粒度小,空隙大,含水在60%~70%之间。碱渣固相的颗粒非常细,其中95%以上的颗粒粒度在25μm以下[3],通过扫描电镜分析和能谱分析得知,碱渣的主要成份为结晶不良的粒状碳酸钙及片状氢氧化镁,其粒径通常为2~5μm,集合体直径在10μm左右,而其聚集直径可达15~25μm,其粒径远远小于现行燃煤锅炉石灰石―石膏法烟气脱硫的石灰石的粒径。由于碱渣的粒度小,比表面积大,粒子带负电荷,因而具有溶胶的性质[4-6],而经过压滤机压滤过后的碱渣,粒子重新团聚,具有一定硬度和粘度,尤其是经过一段时间后,表面水分蒸发,硬度更大,因为其中含有的镁粒子,使碱渣具有一定的粘性,在碱渣碱渣表面形成保护膜,使滤饼内部的水分无法蒸发,故碱渣滤饼在调浆过程中,打散解聚很难。
  1 碱渣滤饼制备脱硫剂的方法
  碱渣的主要成份为:碳酸钙、氢氧化镁和硫酸钙,他们的含量占60%~80%;而氯盐成份氯化钙和氯化钠含量为12%~22%,还有少量的酸不溶物。碱渣的PH值一般为10~12,属高碱性物质,具有腐蚀性。碱渣经压滤后的滤饼性质特殊,具有一定的硬度和粘度。制备脱硫剂工艺方法为,先将此固体碱渣破碎,经过几级破碎后,进入配制罐,配置成浓度为15%~20%的碱渣浆液,且控制浆液的粒径。经灰乳精制系统后将浆液打入均质器,经过高速解聚打散搅拌,达到粒径在37μm以下的碱渣浆液,即可达到烟道气脱硫剂的要求。由于碱渣中含有氯离子,再进行降氯和稠厚工序。工艺流程见图1。
  2 关键点分析
  2.1 破碎过程关键点分析
  碱渣滤饼制备脱硫剂,工艺要求第一步为破碎工艺。由于碱渣中含有氢氧化镁,镁离子的存在会增加碱渣的粘度,在选择破碎机时,要考虑滤饼均匀破碎且不会粘附在设备上,影响设备的正常使用,影响破碎效果;碱渣中含有约10%左右的沙子,这可增加碱渣的松散性,在选择破碎机时,桨型及桨叶间间隙为关键点,要考虑桨叶的耐磨性,更换设备的频率不能太高,以致影响整套工艺。破碎完成后进入浆液配置工序。
  2.2 配置过程关键点分析
  碱渣滤饼经过破碎工艺后,变成粒径均匀的碱渣泥,进入配制罐配置脱硫剂所需浓度的浆液。配置过程中的关键点为,碱渣本身的含水率要记入水的配比当中。且配置工序要均匀搅拌,保证固态碱渣不堆积沉淀。且破碎、配置过程为连续过程,经配置罐配置后的碱渣浆液粒径控制在一定的范围之内,减小均质罐的负荷。
  2.3 均质过程关键点分析
  滤饼碱渣经过破碎、配置后,达到液体脱硫剂的浓度要求,经过灰乳精制系统排除大颗粒固体碱渣及细沙后,进入均质器。均质器为高速搅拌剪切设备,达到解聚效果。均质过程关键点为既要保证高转速解聚,又要尽可能降低功率,实现脱硫剂的经济效应。
  3 结论
  碱渣滤饼性质特殊,破碎、打散解聚非常困难,实现可工业化应用更加不易。但其运输方便,用其制备脱硫剂,可实现固体废弃物的综合利用价值,对纯碱企业的长久发展意义非常重大,且势在必行。
  参考文献:
  [1]王晓娜,张云峰,王亚飞等.氨减法纯碱厂废渣综合利用[J]. 化学工程师,2014(02):32-34.
  [2]茅爱新.氨减法纯碱生产中废液及碱渣的综合利用[J].化学工业与工程技术,2001,22(02):31-32.
  [3]王秉钧,耿县如,刘忠华等碱渣综合利用制备液体脱硫剂技术研究[J].纯碱工业,2015(06):12-14.
  [4]田永淑.氨碱厂碱渣的综合利用[J].中国资源综合利用,2003, (04):20-21
  [5]王文宗,王君璋,朱群意等.海水白泥乳烟气脱硫试验研究[J].节能技术,2004,1(01):35-37.
  [6]张新玲,李春虎,侯影飞等.用白泥和赤泥制备烟气脱硫剂[J].化工环保,2008,8(03):258-261.
  作者简介:杜亚杰(1981-),女,河北唐山人,在职研究生,高级工程师。

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