复合还原剂还原分解磷石膏制取高浓度二氧化硫

采用高硫煤与煤矸石制备成复合还原剂还原分解磷石膏,研究了还原剂配方及粒度、n(C)/n(S)(生料中碳与三氧化硫物质的量比)、反应温度对炉气二氧化硫体积分数、磷石膏硫酸钙分解率和脱硫率的影响.结果表明:复合还原剂配方、反应温度、还原剂粒度对二氧化硫的体积分数都有影响.采用高硫煤与煤矸石的质量比为2∶ 1的复合还原剂,在n(C)/n(S)为0.7、还原剂粒径为111～122 μm、温度大于1 000 ℃时,二氧化硫体积分数可达16.02%,与采用单一高硫煤作为还原剂相比,二氧化硫体积分数能提高1.46%.采用复合还原剂工艺有利于降低反应温度,提高二氧化硫体积分数和磷石膏分解率及脱硫率,可为煤矸石、磷石膏综合利用开发一条新途径.     

磷石膏流态化分解与甲烷燃烧反应热量耦合研究

在振动流化床中对磷石膏分解与甲烷催化燃烧热量耦合强化磷石膏分解过程进行了研究。考察了反应温度、碳硫摩尔比、甲烷浓度、物料高径比、气体流量和反应时间对磷石膏分解率、脱硫率以及产生气体SO2浓度的影响。实验表明,强化磷石膏分解反应适宜的耦合条件为:反应温度1 030℃,气体流量140 mL/min,φ(CH4)4%,碳硫摩尔比1.0,物料高径比4.8,反应时间60 min,磷石膏分解率和脱硫率分别达到95.42%和85.62%,SO2体积分数达到17.86%。     

振动流化床中磷石膏分解耦合反应研究

在振动流化床中进行了磷石膏分解与焦炭燃烧反应耦合研究,考察了反应温度、碳硫摩尔比、床层高度和反应时间对磷石膏分解率、脱硫率以及产生气体SO2质量分数的影响。结果发现,在能量耦合条件下磷石膏的分解率、脱硫率和SO2质量分数都得到了显著的提高;当床层高度为200mm、碳硫摩尔比为0.8、空气流量为145mL/min和反应时间为1h时,磷石膏的分解率达到80.94%,脱硫率达到75.96%,SO2平均质量分数达到12.56%。     

n(CaS)/n(CaSO4)对不同钙硅比磷石膏模拟生料煅烧脱硫的影响

为探究磷石膏分解副产物CaS与CaSO₄的配比在磷石膏联产水泥过程中对磷石膏脱硫的影响，先以纯石膏代替磷石膏，研究n(CaS)/n(CaSO₄)和煅烧温度对不同钙硅比煅烧生料物相的影响和该条件下磷石膏的脱硫率，研究发现：随着n(CaS)/n(CaSO₄)的增大和煅烧温度的升高，CaSO₄衍射峰强度下降；但随着钙硅比的增大，样品脱硫率下降。以纯石膏为原料，在n(CaS)/n(CaSO₄)=3∶1、1 300℃空气气氛中煅烧1 h的条件下，模拟生料硫酸钙峰强最低，钙硅比为1∶1、2∶1和3∶1的样品SO₃质量分数分别为4.90%、8.54%和11.12%;以磷石膏为原料的样品脱硫率优于纯石膏，在相同条件下，钙硅比为1∶1、2∶1和3∶1的样品SO₃质量分数分别为0.64%、1.43%和1.79%。试验结果表明，在以磷石膏为原料生产水泥的过程中，将CaS作为还原剂和降低水泥钙硅比，有助于磷石膏脱硫。     

硫磺分解磷石膏制硫酸技术进展及推广应用

针对磷石膏资源化利用课题,开展了硫磺低温分解磷石膏制高浓度SO_2技术、氧化钙残渣的高值化利用技术及磷石膏制酸过程的系统集成及工程实施关键技术研究。硫磺分解磷石膏过程的动力学试验研究结果表明:一段反应温度为650℃,反应停留时间为1 h,反应产物可达到二段物料配比;二段反应温度为1 100℃,磷石膏分解率大于98%,系统脱硫率大于96%。氧化钙残渣配以铝矾土、磷石膏在1 250℃/60 min下可烧制成高品质的硫铝酸盐水泥熟料;采用氯化铵浸取脱硫钙渣碳酸化制备高纯度碳酸钙,残渣中钙浸取率为85.62%,硅脱除率达到95.30%,所得轻质碳酸钙产品纯度达98.90%,达到涂料用优等品指标要求。建立万吨级硫磺低温分解磷石膏制硫酸示范装置,实现了磷石膏转化率99%、分解温度为1 050℃、窑气φ(SO_2)高达12.2%的工艺指标。     

循环流化床中高硫煤还原分解磷石膏中试研究

通过利用高硫煤作为还原剂在自行设计的循环流化床中试装置中对磷石膏进行了高温热分解实验,随着反应温度的升高,磷石膏的分解率与脱硫率升高,磷石膏的分解率达到97%的反应时间逐渐减少.而且在还原性气氛增加的情况下,反应时间会减少.还原性气氛越强,磷石膏的分解率越高,反之,则磷石膏的脱硫率越低,说明磷石膏在弱还原性气氛下分解是较为有利的.     

复合还原剂还原分解磷石膏的影响因素

采用高硫煤与煤矸石制备成复合还原剂还原分解磷石膏,研究了还原剂配方及粒度、C/S值（物料中C与S的摩尔比值）、反应温度对炉气二氧化硫浓度、磷石膏CaSO4分解率和脱硫率影响。结果表明：二氧化硫浓度可达16.02%,磷石膏中CaSO4分解率大于95%,磷石膏脱硫率大于90%,能为制酸提供合格的原料气和为制水泥提供合格的原料。     

氢氧化钠分解磷石膏工艺研究

为探讨磷石膏转化利用的新途径,进行了用氢氧化钠分解磷石膏将其转化为氢氧化钙和硫酸钠的实验。以一次一因素实验法考查了影响磷石膏分解的主要因素及可以获得的较优工艺条件。同时通过化学分析和粒度分析对滤渣的性质进行了分析评价。实验表明磷石膏分解适宜的工艺条件:配料比(氢氧化钠与磷石膏的质量比)为0.48∶1,液固比(水与磷石膏的质量比)为4∶1,反应温度为室温,反应时间为10 min。在此条件下磷石膏的分解率可达94.83%,滤渣中氢氧化钙的含量为80.96%(质量分数)。该工艺的优点是磷石膏分解速率快、分解转化效率高。     

细粒磷矿硫酸酸解过程的磷石膏结晶研究

本文以浮选后的细颗粒(55~60μm)马边磷矿为代表性矿样,通过正交实验设计及极差分析方法探讨反应温度、停留时间、液相SO3质量浓度、料浆液固比等因素对细粒磷矿分解及磷石膏结晶的影响。结果表明:细粒磷矿分解的实验室较佳工艺条件为:反应温度85℃、液相SO3质量浓度0.040 g/mL、液固比3.0∶1、反应时间4.0 h。在此工艺条件下,磷酸的萃取率为93.43%,磷石膏的平均粒径为74.47μm。同时对实验数据进行回归分析,得到细粒磷矿磷酸萃取率和磷石膏平均粒径的数学模型,该模型能较好地预测和优化细粒磷矿分解和磷石膏结晶的过程。     

H_2S气氛中LaCl_3催化磷石膏低温分解制CaS研究

对磷石膏在硫化氢气氛中制备CaS的过程进行研究,通过热分析实验和管式炉实验,探讨了反应温度、反应时间、H_2S流量和浸渍不同浓度LaCl_3对磷石膏分解率及硫化钙产率的影响。结果表明,LaCl_3的添加能显著降低磷石膏反应温度,在反应温度为900℃、反应时间为60min、H_2S流速为300m L·min~(-1)、LaCl_3添加量为0.5mol·L~(-1)的条件下,磷石膏分解率达到92.8%,硫化钙产率达到48.3%。     

稻壳中水合二氧化硅溶出影响因素实验研究

对水合二氧化硅的溶出工艺进行了实验研究。实验方法为:稻壳先在管式炉内炭化并通入水蒸气得到稻壳灰,后用氢氧化钠溶液与稻壳灰内水合二氧化硅反应将其溶出。考察并讨论了炭化阶段和反应过程中对水合二氧化硅溶出率的主要影响因素。实验结果表明:合适的炭化温度为600℃,稻壳与水蒸气用量比(质量比)是1∶2,炭化时间为30 min,氢氧化钠质量分数为3%,反应时间是180 min,固液比为1∶20(g/mL),在溶出过程中,水合二氧化硅的溶出率可达到98.83%。     

稻壳中水合二氧化硅溶出影响因素实验研究

对水合二氧化硅的溶出工艺进行了实验研究。实验方法为:稻壳先在管式炉内炭化并通入水蒸气得到稻壳灰,后用氢氧化钠溶液与稻壳灰内水合二氧化硅反应将其溶出。考察并讨论了炭化阶段和反应过程中对水合二氧化硅溶出率的主要影响因素。实验结果表明:合适的炭化温度为600℃,稻壳与水蒸气用量比(质量比)是1∶2,炭化时间为30 min,氢氧化钠质量分数为3%,反应时间是180 min,固液比为1∶20(g/mL),在溶出过程中,水合二氧化硅的溶出率可达到98.83%。     

实验研究磷石膏分解制备硫化钙反应的最佳工艺条件

针对云南磷石膏中二氧化硅高的特点,通过磷石膏分解基本反应的热力学分析,实验研究了反应温度、碳硫摩尔比和铁粉加量对硫化钙收率的影响。得到磷石膏分解制备硫化钙的最佳工艺条件为n(C)/n(SO3)=3、反应温度900℃、反应时间150min,硫酸钙转化率可达99.0%以上。研究结果为开展磷石膏分解制硫酸新工艺的开发和设计提供了基础数据。     

磷石膏分解过程的模拟试验研究

为研究工业分解炉内磷石膏的分解工况特性,在实验室的模拟试验装置中开展了磷石膏分解反应动力试验,通过分析固体反应产物的成分,可以对磷石膏分解反应进程和产物获得全面的认识。模拟试验结果表明,在还原性气体介质（5％CO,25％CO2,70％N2）中及1010℃－1060℃的温度下停留3min～5min后,可以使磷石膏配合料的分解率和脱硫率分别达到98％和80％左右,为指导磷石膏分解炉的开发研究提供了新的试验手段和重要的动力学依据。     

温度制度对钾长石-硫酸钙-碳体系焙烧提钾、还原脱硫以及CO_2矿化的影响

钾长石-磷石膏-碳体系共焙烧可以同时实现提钾、固废资源化利用以及矿化固定CO_2多重效益。本文采用两种共焙烧温度制度,即随炉升温与定温加料,对体系提钾率、脱硫率以及矿化率的影响进行了研究。结果表明,随炉升温时,硫酸钙炭热还原脱硫反应发生在800℃,至900℃时接近完成,而硫酸钙与钾长石转化反应尚未显著发生,继续升温时用于转化反应的硫酸钙已经很少。因此,这种温度制度脱硫率高,900℃时为65%;提钾率低,最高仅为11%;高的脱硫率产生了更多易于矿化的Ca_2SiO_4,故矿化率高,最高为79%。定温加料时,硫酸钙将同时发生炭热还原和钾长石转化反应,因此,脱硫率低,矿化率仅30%,而提钾率相对较高,最高可达47%。     

汉源磷钾矿热分解工艺条件研究

本文以汉源磷钾矿为原料 ,在磷钾矿中添加碳酸钙和硫酸钙等进行高温热分解后用硫酸萃取磷、钾 ,研究体系的焙烧温度、物料配比等工艺条件 ,其最佳操作条件为当物料质量配比m(磷钾矿 ) :m(硫酸钙 ) :m (碳酸钙 ) =1∶1∶1时 ,110 0℃下反应 1h ,K2 O萃取率 87.2 % ,P2 O5萃取率达 64 .8%。     

二氧化硅负载硼钨酸催化氧化柴油脱硫的研究

以二氧化硅负载硼钨酸(HBW)为催化剂,H2O2为氧化剂,以苯并噻吩(BT)模拟柴油中有机硫化物,考察了二氧化硅负载硼钨酸在H2O2为氧化剂存在下氧化脱硫的催化活性,探索了反应温度、反应时间、催化剂负载量和氧化剂V(H2O2)与模拟柴油V(O)比对脱硫率的影响。实验结果表明:二氧化硅负载硼钨酸对苯并噻吩模拟柴油脱硫的最佳条件为硼钨酸负载量75%,反应时间2 h,反应温度50℃,V(H2O2)∶V(O)=1∶5,BT的脱硫率达到97.6%。     

磷石膏还原分解动力学研究

在分散态试验装置上，研究磷石膏生料在CO还原性气体介质中，反应温度对其分解率、脱硫率、分解速率及主副反应的影响规律，同时探讨了还原势对其还原分解过程的影响，研究结果对磷石膏分解炉的研究开发提供理论依据。     

高硫煤还原磷石膏制SO_2

在N2气氛下研究了高硫煤还原磷石膏的热分解反应特性,利用烟气分析仪分析析出的气体成分。研究了不同颗粒尺寸的高硫煤对磷石膏分解的影响,结果表明,高硫煤颗粒尺寸在97—147μm有利于磷石膏分解制SO2的反应。研究还发现原料摩尔比对磷石膏的反应历程有显著的影响,当摩尔比为1∶1.96时,磷石膏还原分解的固体产物有CaS和CaO;当摩尔比降为1∶1.18时,固体产物中CaO大量增加,而仅有少量CaS存在;当摩尔比降到1∶0.98时,固体产物中除了CaO和CaS外,还发现了未反应完的CaSO4。所以摩尔比在1∶1.18时有利于高硫煤还原磷石膏制SO2。     

磷石膏分解工业反应动力学的研究

为开发磷石膏分解新技术，在模拟工况操作特性的模拟试验装置中进行了磷石膏分解的工业反应动力学试验，研究了温度，气氛，停留时间，生料化学组成，焦炭等不同影响因素以及“还原气氛－氧化气氛”区对磷石膏生料分解反应动力学的作用规律。结果表明，在１０６０－１１００℃的弱还原气氛和１１００℃的弱氧化气氛中分别停留３－５ｍｉｎ，磷石膏生料的脱硫率可达９５％以上。对比水泥生料中ＣａＣＯ３的悬浮态分解结果可以预测在同