赤泥对煤炭燃烧固硫作用的研究.pdf

1、粉煤灰综合利用F L YA S HC o M P R E H E N S EU T。I Z A T I o N2 0 1 0N O 6赤泥对煤炭燃烧固硫作用的研究S t u d yo nt h eS u l f u rF i x a t i o no fC o a ln u r n i 雌b yR e dM u d王雪，包新华，郑爱新(上海大学化学系，上海2 0 0 4 4 4)摘要：对拜耳法赤泥和烧结法赤泥对煤炭燃烧的固硫作用进行了研究。结果表明：添加拜耳法赤泥后，温度控制在5 2 0-6 0 0。C，钙硫比值为2 0 3 0，可以使固硫率达到4 0 以上。添加烧结法赤泥后，温度控制在5 4

2、 0 6 1 0。C，钙硫比值为1 7 2 5，可以使固硫率达到8 0 以上。关键词：拜耳法赤泥；烧结法赤泥；固硫作用中图分类号：X 7 0 1 3文献标识码：A文章编号：1 0 0 5-8 2 4 9(2 0 1 0)0 6 0 0 2 3-0 3碱法生产氧化铝，就是用碱(N a：C O，或N a O H)处理铝土矿，使铝土矿中的氧化铝与碱反应生成铝酸钠溶液。铝土矿中的铁、钛等杂质和绝大部分的二氧化硅则成为不溶性的化合物进入固体残渣(赤泥)中，与赤泥分离后的铝酸钠溶液，经净化处理后，可以分解、析出氢氧化铝，将氢氧化铝与碱液分离并经过洗涤和焙烧后，即获得产品氧化铝。分离后的赤泥经过多次反向洗涤

3、后作为固体废物送往堆场。根据氧化铝生产工艺的不同，赤泥可分为拜耳法赤泥和烧结法赤泥两种。我国各铝厂每年排放赤泥1 0 0 0 多万t，大都将赤泥在堆场堆放。不但占用大量的土地，而且赤泥中的许多可利用成分不能得到合理的利用，造成了资源的浪费。并且严重污染环境。为了给赤泥找寻大宗出路，为了提高燃煤钙基化合物的利用率，增强其高温同硫率，国内外学者都竞相采用不同的研究方法和手段对各类添加剂进行广泛而深入的研究，并且取得了显著的成果，而在目前的钙基固硫添加剂的研究中，研究比较多的添加剂主要是碱金属盐类引、铁硅系氧化物一刮以及铝的氧化物一】。由于赤泥含有这些物质，所以我们设想利用赤泥来代替现有的固硫剂进行

4、固硫。这不仅可以解决氧化铝厂长期以来亟待解决的赤泥存放及污染问题，而且可能为我国的煤炭工业找到一个廉价的固硫剂，起到一举两得的作用。以此为应用背景，我们进行了赤泥对煤收稿日期：2 0 1 0-0 7-0 8炭燃烧固硫作用的研究。l试验用原材料试验材料包括：阳泉煤样、某氧化铝厂拜耳法赤泥和烧结法赤泥(其化学成分如表1)、盐酸溶液、硝酸溶液、氯化钡溶液、硝酸银溶液等。表l赤泥主要化学成分生产方法A 1 2 0 3S i 0 2F e 2 0 3C a ON a 2 0K 2 0T i 0 2烧结法5 7 02 0 6 09 2 04 4 6 02 6 00 3 12 7 0拜耳法2 4 2 l1

5、4 0 41 5 0 r 71 8 9 03 2 01 0 05 4 62 试验及结果分析2 1 煤中全硫的测定由于固硫率等于煤灰中硫与样品全硫含量比值的百分比。为了测定赤泥作固硫剂时的固硫率必须要先测定煤样的全硫率。取2g 阳泉煤(2 0 0 目)与艾士卡试剂混合灼烧，煤中硫与艾氏卡试剂反应生成硫酸盐，然后使硫酸根离子与钡离子反应生成硫酸钡沉淀，根据硫酸钡的质量计算煤中全硫的含量。经2 次平行试验结果如表2。由试验结果可以得出所用的阳泉煤试样其全硫率为0 3 9 9 2，属于低硫煤。硫主要以有机物形式存在，燃烧温度相对较低。-2 3 2 0 1 0N O 6粉煤灰综合利用F L Y A S

6、HC o M P R E H E N S EU T I L I Z A T I O N襄2原煤中全硫量的测定结果2 2 原煤固硫率的测定各种煤样自身固硫效果差别很大，在研究各种因素对固硫剂的固硫率的影响前，首先必须测定原煤本身的固硫率。将粒径小于2 0 0 目的煤样，缓缓推入到指定燃烧温度(燃烧温度分别为8 5 0、9 0 0、9 5 0 和1 0 0 0c c)的高温炉中，使煤中的硫转化为硫酸根，然后使硫酸根离子与钡离子反应生成硫酸钡沉淀，根据硫酸钡的质量计算原煤固硫率。分析结果如表3。表3原煤固硫率测定结果分析表3 可以发现，煤自身有固硫能力，但固硫率很低。由于煤本身所含有的C a O、M g O、K：O、N a 2 0、F e：O，等矿物质的固硫作用，它主要表现为对s 0：析出的抑制，使S O，析出浓度低于理论值。可知，煤的自身固硫率是随着温度的升高而下降的。这是由于温度越高，煤的燃烧越充分，且固硫产物越易分解。2 3 赤泥固硫效率的研究2 3 1 钙硫比对固硫效率的影响在燃煤过程中，C a S 比反映了固硫剂用量的大小。固硫剂用量大小，对固硫效果有着决定性的影响。固硫剂用量不足