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為研究內容，在充分分析國內外相關研究工作的基礎上，提出了磷礦漿液相催化氧化脫硫的新方法。實驗主要確定了磷礦漿脫硫的最佳反應條件，并進一步強化了各種影響因素對反應的作用，得到了較高的脫硫率。采用正交實驗，確定了反應中主要因素對脫硫效率影響的大小順序為：氣體流速＞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％。在最佳反應條件下，磷礦漿100％脫除SO2的時間可達400min，磷礦粉對SO2的吸收容量為2.68×10-2gSO2/g礦粉，礦漿過濾后澄清液中的P2O5質量百分含量可達3.20％。磷礦漿液相催化氧化脫硫過程涉及氣、液、固三相間傳質、液相中的化學反應和液固表面化學反應。其中，二氧化硫液相催化氧化為稀硫酸的過程主要受到礦漿的pH值和O2液膜吸收步驟的控制；稀硫酸與磷礦發(fā)生化學反應生成稀磷酸的過程主要受反應溫度控制。實驗結果

3、表明，氣體流速的升高對反應不利；吸收溫度的升高對反應不利。隨反應的進行，礦漿中pH值降低，脫硫效率也隨之降低，這主要是因為較低pH值時，SO2在溶液中以SO2·H2O為主要存在形式，與Fe3+無法形成中間絡合物來誘發(fā)催化氧化反應，因此保持吸收液pH值為4～6，增大氣液傳質可提高脫硫效率。氣體中SO2濃度的增加，氧含量的降低也對脫硫不利，使礦漿吸收效率下降。整理實驗數(shù)據(jù)得出SO2氧氣濃度比X與反應時間Y的經驗線性方程：Y=-3.2471X

4、+1044.1，經工廠現(xiàn)場試驗數(shù)據(jù)驗證，在試驗誤差允許范圍內，該經驗線性回歸方程能較為準確反應出SO2氧氣濃度比與反應時間關系。研究還發(fā)現(xiàn)，礦粉被微波輻照后，磷礦漿對SO2的吸收容量得到提高；不同的磷礦若化學成分相近，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)場試驗結果表明，采用磷礦漿吸收凈化硫酸尾氣，SO2脫除率≥80％的反應時間可達到653min，礦漿過濾后澄清液中的P2O5質量百分含量可達1.20％。磷礦漿吸收法