CN111855604A - 一种烟气湿法脱硫石灰石浆料转化率的测定方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种烟气湿法脱硫石灰石浆料转化率的测定方法，将吸收塔浆料进行抽滤、120℃烘干、研磨，将SiO2在900℃下煅烧2小时、研磨，将烘干浆料用SiO2稀释，使用高频红外碳硫分析仪分别测定SiO2的C含量和S含量以及稀释后的烘干浆料中的C含量和S含量，计算石灰石浆料转化率。在脱硫吸收的过程中，主要是S元素部分替代了石灰石中的C元素最后产物是CaSO3•1/2H2O和CaSO4•2H2O，故可以测量烘干浆料中的C和S的含量来计算摩尔转化率。将C和S含量稀释到仪器的测量的标准范围，提高测量的准确性；在检测过程中SiO2在高温条件下可以参与CaCO3和CaSO4的分解过程，促进脱碳和脱硫过程。
Description
技术领域
本发明涉及钛白粉技术领域，特别涉及一种烟气湿法脱硫石灰石浆料转化率的测定方法。
背景技术
随着工业化进程的加快，工业生产产生的烟气对自然环境造成的污染日益严重。烟气脱硫技术已经被广泛应用，其中石灰石湿法烟气脱硫工艺是目前烟气SO2处理中比较成熟的工艺，因其技术成熟，系统运行稳定高，脱硫效果好被大部分国家在烟气处理中采用。硫酸法制备钛白粉行业中，旋转窑工段的尾气以及锅炉车间的尾气的处理也常采用石灰石湿法脱硫的方法。烟气湿法脱硫主要采用廉价的石灰石作为脱硫吸收剂，石灰石经过粉碎磨成粉末状与水混合搅拌制成吸收浆液。此浆液作为吸收剂用浆液泵输入到吸收塔内，在吸收塔内，吸收塔液与烟气接触反应，烟气中二氧化硫与浆液中的碳酸钙反应以及鼓入的氧化空气进行化学反应生成硫酸钙被吸收脱硫，硫酸钙达到一定饱和度后，结晶形成二水石膏。反应过程如下：
CaCO3+SO2+1/2H2O → CaSO3•1/2H2O + CO2↑ 1-1
2CaSO3•1/2H2O + O2+3H2O → 2CaSO4•2H2O 1-2
石灰石的反应效率直接影响脱硫的效果，及时监测石灰石浆料的转化率，一方面可以让石灰石浆料达到最大的转化率节约成本，另一方面可及时更换新鲜的石灰石浆液，确保SO2的排放量达标。故寻求一种高效、便捷、准确的测定石灰石浆料的的转化率的方法至关重要。
发明内容
本发明提供了一种高效快捷的测量脱硫吸收塔石灰石浆料转化率的方法，用到的仪器是只能测低碳量和低硫量的高频红外碳硫分析仪，而烘干后的吸收浆料的C和S的含量较高，故采用SiO2稀释测量法。具体做法是将吸收塔浆料进行抽滤、120℃烘干、研磨，将SiO2在900℃下煅烧2小时、研磨，将烘干浆料用SiO2稀释一定的倍数，使用高频红外碳硫分析仪分别测定SiO2的C含量和S含量以及稀释后的烘干浆料中的C含量和S含量，来计算转化率。
1.具体的反应方程式如下：
CaCO3+SiO2 → CaSiO3 + CO2↑（高温） 2-1
CaCO3 → CaO + CO2↑（高温） 2-2
2CaSO3+2SiO2 → 2CaSiO3 + 2SO2↑ + O2↑（高温） 2-3
2.碳（C）含量的计算
WC=（W1- W2）*N1 2-4
WC：烘干浆料中的C含量，单位%
W1：稀释后的烘干浆料中C含量，单位%
W2：SiO2中C含量，单位%
N1：稀释倍数
3.硫（S）含量的计算。
WS=（W3- W4）*N2 2-5
WS：烘干浆料中的S含量，单位%
W3：稀释后的烘干浆料中S含量，单位%
W4：SiO2中S含量，单位%
N2：稀释倍数
4.转化率的计算。
R=
2-6
R：转化率，单位%
WC：烘干浆料中的C含量，单位%
WS：烘干浆料中的S含量，单位%
M1：C的摩尔质量，单位g/mol
M2：S的摩尔质量，单位g/mol。
在测量S含量时，如果S含量过高，不稀释浆料，浆料的称取量很小，导致S含量的测量不准确。要将浆料精确稀释到合适的范围，因此稀释的倍数也是至关重要的，要根据浆料中S含量的具体数值，在本申请中，一般将浆料稀释100倍。而且在高温条件下，SiO2可以在高温条件下参与分解过程，促进脱硫脱碳的的过程。
有益效果
在脱硫吸收的过程中，主要是S元素部分替代了石灰石中的C元素最后产物是CaSO3•1/2H2O和CaSO4•2H2O（根据公式1-1和1-2可以看出），故可以测量烘干浆料中的C和S的含量来计算摩尔转化率。用SiO2稀释烘干浆料测碳硫含量的过程中，有两个作用：一，将C和S含量稀释到仪器的测量的标准范围，提高测量的准确性；二，在检测过程中SiO2在高温条件下可以参与CaCO3和CaSO4的分解过程，促进脱碳和脱硫过程。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行进一步说明：
实施例1
（1）取吸收后的锅炉脱硫塔浆料进行抽滤，在烘箱内120℃下烘干，然后研磨备用。
（2）取SiO2分析纯，马弗炉中900℃温度下煅烧恒温2h，研磨，用作稀释剂。
（3）将烘干浆料用SiO2稀释10倍。
（4）使用高频红外碳硫分析仪测量SiO2本身的C含量为0.0013%，S含量为0.0008%。
（5）称取1g烘干浆料和9g SiO2混合研磨均匀，使用高频红外碳硫分析仪分析稀释10倍的烘干浆料的C含量为0.30664%，则根据公式2-4烘干浆料稀释10倍前的C含量为3.0534%。
（6）再将烘干浆料用SiO2稀释100倍。称取1g烘干浆料和99g SiO2混合研磨均匀。
（7）使用高频红外碳硫分析仪测量稀释100倍的烘干浆料的S含量为0.14307%，则根据公式2-5烘干浆料稀释100倍前的S含量为14.227%。
通过公式2-6计算此次石灰石浆料的转化率为63.49%。
实施例2
分别通过实施例1的方法，取不同的脱硫塔的浆料进行抽滤和烘干，测量其碳C含量和S含量，计算转化率，得到下面的表中的数据。
不同脱硫塔的浆料的转化率的测定
本厂送检的不同工段的脱硫塔的浆料的转化率是不同的，旋转窑吸收塔的石灰石浆料的转化率高，石灰石浆料的利用率也相对较高，锅炉车间的利用率略低。用本专利提供的测试方法检测石灰石浆料的转化率准确率较高。
对比例1
取实施例1相同的浆料进行以下实验：
（1）取吸收后的锅炉脱硫塔浆料进行抽滤，在烘箱内120℃下烘干，然后研磨备用。
（2）取SiO2分析纯，马弗炉中900℃温度下煅烧恒温2h，研磨，用作稀释剂。
（3）将烘干浆料用SiO2稀释10倍。
（4）使用高频红外碳硫分析仪测量SiO2本身的C含量为0.0013%，S含量为0.0008%。
（5）称取1g烘干浆料和9g SiO2混合研磨均匀，使用高频红外碳硫分析仪分析稀释10倍的烘干浆料的C含量为0.30664%，则根据公式2-4烘干浆料稀释10倍前的C含量为3.0534%。
（6）使用高频红外碳硫分析仪测量稀释10倍的烘干浆料的S含量为1.9894%，烘干浆料稀释10倍前的S含量为19.886%。
计算此次石灰石浆料的转化率为70.95%。
测量S的含量时，将浆料稀释10倍，不能准确的测量出S的含量，因此转化率也不准确，因此稀释的倍数对于测量结果是十分重要的。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
Claims (3)
1.一种烟气湿法脱硫石灰石浆料转化率的测定方法，其特征在于，将吸收塔浆料进行抽滤、120℃烘干、研磨，将SiO2在900℃下煅烧2小时、研磨，将烘干浆料用SiO2稀释，使用高频红外碳硫分析仪分别测定SiO2的C含量和S含量以及稀释后的烘干浆料中的C含量和S含量，计算石灰石浆料转化率。
2.根据权利要求1所述的测定方法，其特征在于，
所述的碳（C）含量的计算：
WC=（W1- W2）*N1
WC：烘干浆料中的C含量，单位%
W1：稀释后的烘干浆料中C含量，单位%
W2：SiO2中C含量，单位%
N1：稀释倍数；
硫（S）含量的计算：
WS=（W3- W4）*N2
WS：烘干浆料中的S含量，单位%
W3：稀释后的烘干浆料中S含量，单位%
W4：SiO2中S含量，单位%
N2：稀释倍数；
转化率的计算：
R=
R：转化率，单位%
WC：烘干浆料中的C含量，单位%
WS：烘干浆料中的S含量，单位%
M1：C的摩尔质量，单位g/mol
M2：S的摩尔质量，单位g/mol。
3.根据权利要求1所述的测定方法，其特征在于，测定C含量时，SiO2稀释倍数为10倍；测定S含量时，SiO2稀释倍数为100倍。
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