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分解脱硫石膏(CaSO4·2H2O)循环回收利用SO2及其固体产物是目前降低石膏副产物堆积量的最有效途径之一。现阶段的研究方向主要有:降低分解温度;加快反应速度;寻找煤的最佳配比,增加收集气体中SO2的浓度;探究多气氛下分解石膏的反应机理等。然而,考虑到CaSO4对微波的透过性,到目前为止,对微波辐射分解脱硫石膏的研究还很缺乏。对比传统加热过程,微波加热以其体加热、选择性加热和降低反应温度而著称。为了寻找一种既经济又实用的新方法,本研究采用无烟煤和磁铁矿辅助微波加热脱硫石膏的方法进行分解脱硫实验研究。通过微波加热物料升温特性和脱硫率对比,探究配加磁铁矿和无烟煤的最佳配比。应用X射线衍射、扫描电镜对反应前后的混合物料的成分和形貌分别进行检测分析,系统研究微波加热条件下,石膏脱硫的反应机理。对比常规加热方法,讨论微波加热分解脱硫石膏混合物料的优势。研究结果表明,微波加热下,含水20.03mass%的脱硫石膏升温缓慢,90min内升高到299℃。在空气气氛下,微波加热无烟煤的初始升温速率保持在25-30℃/min之间,在455℃时升温快速,出现尖锐的升温峰,最大升温速率为95℃/min,这与无烟煤的燃烧和微波等离子体形成的热点有关。微波加热40min,无烟煤升温到1200℃。磁铁矿同时被电场和磁场加热,升温迅速,最大升温速率为58℃/min,当温度超过其居里点后升温速率急剧降低,当温度升高到1166℃时,升温速率逐渐降为零。通过对比微波加热磁铁矿和无烟煤的升温速率曲线发现,两者的升温速率曲线峰值部分重叠。将无烟煤和磁铁矿共同配加到脱硫石膏中,可使温度持续上升。微波加热82min,同时配加10mass%磁铁矿和8mass%无烟煤的脱硫石膏混合物料升温到1040℃,混合物料的升温速率依次被水、磁铁矿、无烟煤燃烧和热点加速。由于脱硫石膏的存在,混合物料的最大升温速率为30℃/min,避免了热失控的发生。微波加热到1000℃,随着混合物料中无烟煤的配比在6mass%-14mass%变化,混合物料的脱硫率先增加后减少,当无烟煤配比为8mass%时,物料的脱硫率最高,为56.82%。微波辐射下,微波的选择性加热使无烟煤和磁铁矿吸收转化大量的微波能,形成热点,热点附近温度远高于实际观测到的温度。这使得相邻的脱硫石膏率先与磁铁矿和无烟煤发生反应生成铁酸钙混合物(caxfeyoz),脱硫石膏分解温度降低到800℃左右。反应后物料的xrd图像证实铁酸钙(cafe4o7,cafe3o5等)的存在。微波加热下,随着保温时间的延长,脱硫率呈规律性变化。将物料分别加热到850℃,900℃,950℃,1000℃,保温0-60min,脱硫率分为三阶段:1.0min≤t≤15min,脱硫率增长缓慢;2.15min≤t≤45min,脱硫率迅速增加;3.45min≤t≤60min,脱硫率再次缓慢增加。而常规加热下,脱硫石膏分解温度较高,延长保温时间,脱硫率规律性较差。常规加热1200℃保温45min时,脱硫率才剧烈升高,实验后残余物黏结在坩埚壁上,使坩埚无法二次使用。在1000℃时,延长微波保温时间,脱硫率呈S型曲线增加。微波加热保温60min,混合物料脱硫率为93.86%。考虑到微波体积加热和热由内向外传递的特点,我们对反应后物料内外的脱硫率进行检测。结果发现,反应后物料内部脱硫率明显高于外部脱硫率。由XRD和SEM图分析可知,微波加热时,脱硫石膏的分解产物生成低熔点液相,液相由物料内部向外扩展。SEM像还显示,反应后外层物料粘结颗粒较少。这表明,微波加热可以预防物料在回转窑中结圈现象的发生。将混合物料的分解渣作为烧结矿配料进行烧结杯实验发现,配加5%分解渣的烧结矿化学成分与太钢烧结矿的化学成分无显著区别,此分解渣可以作为高炉烧结矿的熔剂配料来使用。