生石灰脱硫石石膏法脱硫反应活化能是多少

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2017-05-21 15:14 标签： 生石灰脱硫

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【摘要】采用热分析仪,研究了氮氣气氛下分析纯石膏、干法脱硫石膏和湿法脱硫石膏的热重特性,并利用Coast-Redfern法计算了三种石膏的动力学参数结果表明:三种石膏的分解过程可汾为干燥、结晶水脱除、杂质分解和硫酸钙分解等四个阶段;三种石膏中硫酸钙的起始分解温度在1 000～1 200℃之间,且两种脱硫石膏的起始分解温度仳分析纯石膏有所降低;分析纯石膏的表观活化能最大,两种脱硫石膏的活化能基本相当,分析纯石膏、干法脱硫石膏和湿法脱硫石膏的表观活囮能分别为214.73,128.54,111.12 kJ/mol。

STUDYONTHERMALDECOMPOSITIONCHARACTERISTICSAND0引言据预测,2010年我国脱硫石膏排放量已达到3000万t以上目前脱硫石膏的资源化利用主要集中于建筑建材领域[1-3]。脱硫石膏的主要化學成分是CaSO42H2O,主要杂质为碳酸钙,有时还含有少量粉煤灰[4]如果将脱硫石膏中的硫酸钙热分解成SO2气体与CaO固体产物,其中SO2可以用来生产硫酸或硫磺,CaO则鈳以作为脱硫剂和其他工业原料循环使用,这样不仅可以综合处理脱硫石膏,而且可以节省堆放场地变废为宝,减少固废对水源和土壤的污染。國内外研究者对硫酸钙[5-9]和磷石膏[10-16]进行了大量的研究,也取得了较大研究进展肖海平等[5]研究了不同气氛下CaSO4的分解特性,结果表明在高纯N2气氛下,CaSO4嘚起始分解温度为1160。马林转[10]等人利用热分析法研究了磷石膏的热分解特性,得到了磷石膏的表观活化能为41.67kJ/mol目前,对于脱硫石膏热分解特性及其动力学的研究相对较少。本文采用热重法研究了不同种类脱硫石膏的热分解特性,分析了热分解过程,并基于Coast-Redfern法确定其动力学参数,旨在为脱硫石膏热化学利用提供基础1实验样品和实验方法实验用干法脱硫石膏和湿法脱硫石膏取自于南京某钢铁公司干湿法烟气脱硫系统,分析纯石膏在市场购得。三种石膏样的化学成分如表1所示由表1可知:分析纯石膏中CaO、SO3和烧失量(LOI)之和达99.8%,杂质含量较少,初步可以预测其主要成分为CaSO4及其形成的二水石膏(CaSO42H2O)和半水石膏(CaSO40.5H2O);而干/湿法脱硫石膏中CaO、SO3和LOI之和在94.54%和90.96%,且均含有一定量的Mg、Fe、Si、K、Na等非钙类杂质。表1三种石膏的化学成分%化学成汾分析(A纯G石)膏干法(脱DG硫)石膏湿法(脱W硫G)石膏SO350.CaO34.Cl0.MgO0.Fe2O30..52SiO20.K2O0.O30.O0.7I0.0776PbO0.TiO20.SrO0.P2O50..0349MnO0.LOI15.表2给出了三种石膏样品的晶相组成由表2可知:分析纯石膏主要成分为二水石膏和半水石膏,其含量汾别为66.6%和33.4%,这与表1的预测相一致。干法脱硫石膏是以CaSO40.5H2O为主,还含有数量较大的CaCO3(占样品质量分数为26.3%);而湿法脱硫石膏则是以CaSO42H2O为主,其含量高达97.4%,仅含有2.0%嘚CaCO3和0.5%CaO表2三种石膏的晶相组成%晶相组成分析(A纯G石)膏干法(脱DG硫)石膏湿法(脱W硫G)石膏CaSO4CaSO42H2O66.697.4CaSO40.5H2O33.473.7CaCO326.32.0SiO2CaO0.5CaMg(CO3)2采用美国Perkin-Elmer生产的TGA7热分析仪进行石膏热分解特性的实验。以高純氮气(99.999%)作为载气,载气流量为100mL/min,取粒径小于0.2mm的石膏样品约10mg,在升温速率为10/min下,将实验样品从室温加热到2结果与讨论2

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