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1、WFGD条件下脱硫石膏结晶特性的实验研究..第卷第期上海电力学院学报.年月:./..?...条件下脱硫石膏结晶特性的实验研究徐宏建,王书芳,潘卫国,郭瑞堂,李浩然.上海电力学院,上海;.上海发电环保工程技术研究中心,上海摘要:在条件下对二水硫酸钙晶体特性的影响进行了实验研究,结果表明:值为.~.时,随着值的增大,二水硫酸钙结晶诱导时间略呈滞后趋势,但总体变化不大.实验选择的搅拌速度为/.正交试验表明:各因素对石膏结晶成核诱导时间的影响显著性排序为:温度钙离子浓度铝离子浓度搅拌强度铁离子浓度镁离子浓度.关
2、键词:湿法脱硫;二水硫酸钙;诱导时间;搅拌强度中图分类号:.文献标志码:文章编号:???’,?,?,.,,.】.,,;.,,:?...../.:.:;;;湿式石灰/石灰石石膏法脱硫虽然艺中二水硫酸钙晶体生长是典型的固体和液体的解决了大气中的污染,但却产生了大量的工界面反应过程,当过饱和度超过了一个临界值,结业副产品??脱硫石膏,带来了新的环境污染.因晶才能在溶液中自发进行.铁镁铝等金属离子是此,如何提高脱硫石膏的品质及综合利用率成为湿法脱硫浆液中普遍存在的杂质,杂质的存在将关键问题.不同程度地影响石膏的
3、结晶过程及晶体形态.金国内外研究者普遍认为,湿法脱硫工属杂质离子对石膏的影响机理较为复杂,而金属收稿日期:??通讯作者简介:徐宏建一,男,博士,副教授,河南南阳人.主要研究方向为电厂脱硫,工艺气体净化,气液反应与反应器.?:?..基金项目:上海市科学技术委员会科技攻关项目;上海市科学技术委员会工程技术中心建设项目;上海市引进技术的吸收与创新年度计划产一方向一.徐宏建,等:条件下脱硫石膏结晶特性的实验研究离子杂质的存在可能改变能垒,从而改变二水硫在达到一定时间后,电导率随时间变化缓慢,此酸钙的成核结晶过程
4、.时,晶体开始生长,为晶体生长阶段.在进料速度为./,下,对反应器内./本研究通过改变搅拌转速、温度、,以及添加不同浓度杂质离子等操作因素,采用电导率法氯化钙与./硫酸钠溶液的结晶诱导期探讨条件下各因素对石膏结晶特性诱导进行在线监测,结果如图所示.时间的影响.实验装置与流程石膏结晶反应装置如图所示.在容器内配置一定浓度的硫酸钠溶液./,通过蠕动泵以一定的进料速度导人结晶器,结晶器内放置氯化钙溶液./,控制恒温水浴的温度,通过搅拌使溶液混合均匀.采用上海雷磁电导率仪来测定电导率的变化,以研究晶体形成过程图
5、不同搅拌转速对石膏结晶诱导时间的影响中的诱导成核时间和生长时间;采用.微孔滤膜真空抽滤进行晶体和滤液的分离.从图可知,当转速为/时,诱导时间为;转速为/时,诱导时间为;转速为/时,诱导时间为;转速为/时,诱导时间为.从实验结果可以看出:当转速由较低逐渐加快时,石膏结晶的诱导时间减小,成核速率和生长速率加快;而当转速进一步加快时,诱导时间反而增加,成核速率和生长速率减小.有研究表明¨,在二水硫酸钙恒温搅拌电导水浴电机率仪结晶过程中,搅拌强度对结晶过程的影响很大:一图石膏结晶实验反应装置方面,加大搅拌强度有
6、利于分子扩散,消除局部过浓,获得均匀的过饱和度,对分解过程与结晶过程结果与讨论都有利,从而改善了结晶条件,加快了成核速率和.搅拌强度对石膏结晶诱导时间的影响生长速率;另一方面,搅拌速度过快,晶体容易被打碎,使二次成核速率增加,晶体粒度变细.此外,诱导时间定义为从反应开始到系统电导石膏的结晶与溶解是一个动态平衡的过程,当搅率发生急剧变化所经历的时间,即系统从水合反拌速度过大时,会使一些刚形成的晶核和晶体被应开始到产生大量可视结晶所需要的时间.溶解,从而阻碍了晶体的成核和晶体的生长.由于溶液中电荷数的变化直
7、接反映二水硫酸因此,在研究石膏结晶动力学时,必须选择一钙晶体的形成时间,当微小晶核发生聚集时,溶液个适当的搅拌速度,本研究选择的搅拌速率为中离子的运动加剧使得单位体积的电荷数增大,/.电导率增大.但临界晶核的形成阻碍了离子的运动,导致电导率出现下降.因此,可通过测量溶液.值对石膏结晶诱导时间的影响中电导率的变化情况,来准确判断晶核的形在搅拌转速为/,进料速度为.成.为了更精确地获得诱导时间,本实验采用/,下,调节不同值.,.,.,电导率法进行测量..,对反应器内./氯化钙与.当结晶反应开始时,电导率随时
8、间逐渐下降,/硫酸钠溶液的电导率进行在线监测.不同在反应进行到一定时间后,电导率变化出现拐点,值对石膏晶体成核诱导时间的影响见图.即此时晶核开始形成,为成核阶段,此拐点对应的时间为诱导时间.随后,溶液中开始有晶体析出.由图可知,为.~.时,随着值上海电力学院学报/硫酸钠电导率进行在线监测.不同温度的增大,二水硫酸钙结晶诱导时间略呈滞后趋势,对石膏晶体成核诱导时问的影响如图所示.但总体变化不大.电导率反映了溶液体系中导电离子的浓度,反应前加入
