利用除尘水、冲渣水处理烟气中的二氧化硫
1实验设计
1.1实验原理
石灰水和除尘冲渣水脱硫包括物理吸收和化学吸收两个基本过程。其中SO2溶解于液体并不发生显著的化学反应的吸收过程，称为物理吸收。物理吸收的程度，取决于气——液平衡，只要气相中SO2的分压大于气液相呈平衡时的SO2分压，吸收过程就会进行。SO2与吸收液的组分发生化学反应则称为化学吸收。化学吸收有效地降低了溶液表面SO2的分压，增加了吸收过程的推动力，化学吸收速度比物理吸收大得多。
石灰水吸收废气中SO2的过程主要为：
SO2(l)+Ca(OH)2→CaSO3+H2O
吸收速度由物理吸收速度和化学反应速度决定。SO2与Ca(OH)2反应极快，总速率主要取决于前者。溶液pH值对吸收速率有很大影响，提高pH值，吸收速度随之增大；当pH提高到某一值时，吸收速度达到最大值。
吸收量取决于①、②的平衡常数，当达到平衡时，石灰水所吸收的SO2是吸收的极限。对平衡有影响的因素会影响吸收量，很多反应与SO2吸收有关。主要反应如下：
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综合上述反应可得出处理SO2的一般性结论：①亚硫酸盐的氧化促进SO2的吸收。②Ca2+等金属离子、pH值是影响SO2吸收量的主要因素。③CO2对吸收SO2的干扰不大。
1.2实验设计
除尘水、冲渣水能否代替石灰水净化SO2，主要取决于其中的Ca2+、Mg2+等金属离子总量和pH值。所以先在实验室测定除尘水、冲渣水的上述值。除尘水、冲渣水中镁的含量，如比石灰水高，则对SO2的吸收有利。
如测得两项指标与石灰水接近，则进一步把除尘水、冲渣水打入洗涤净化系统进行调试实验，比较分析三种液体净化SO2的数据，得出能否用除尘水、冲渣水代替石灰水的结论。
2实验数据及分析
2.1三种脱硫剂的对比实验
先后对转炉炼钢除尘废水（沉淀后）、热电厂锅炉冲渣水与石灰水（按用于脱硫的浓度0.35%配制）进行了pH值和钙镁总量的测定，连续三天，每天监测一次，分别标为1、2、3。
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检测方法：
①pH:GB/T6920-1987玻璃电极法
②总硬度：GB/T7477-1987EDTA滴定法
检测仪器：
①pH：pHS-25酸度计
②总硬度：滴定管
实验数据见表2－1
实验数据表明：除尘水的pH值：11.1~12.1，钙和镁总量：12~15mg/L。除尘水pH≥11，与石灰水相当，能满足旋流塔板湿法烟气脱硫除尘设备的要求，但由于转炉炼钢除尘水加入了一定量的阻垢剂，钙镁离子及其衍生物被阻垢剂掩蔽，钙镁总量≤15mg/L，远远低于石灰水792~864mg/L的要求，烟气中的二氧化硫与钙镁总量反应的机率很低，因此，预测转炉炼钢厂除尘水脱硫效果会很差。
热电厂锅炉冲渣水与石灰水的pH值比较接近，pH≥11满足旋流塔板湿法烟气脱硫除尘设备的要求。但是，钙镁总量：石灰水792~864mg/L，而锅炉冲渣水为628~660mg/L，低于石灰水近四分之一。原因是煤中含有一定量的碳酸钙，燃烧后生成氧化钙，经循环水冲洗至平流池，水渣沉降后流入清水池。清水池中的水含有氢氧化钙等碱。预测热电厂锅炉冲渣水有较好的脱硫效果,但脱硫率比石灰水低。
2.2三种脱硫剂的脱硫实验
我们用洒水车将转炉炼钢除尘水、热电厂锅炉冲渣水运至热电厂石灰乳化池，分别用除尘水、冲渣水、冲渣水中加入纯石灰脱硫时石灰用量的四分之一代替石灰水进行脱硫实验。每次试验时都读取安装在烟塔上的二氧化硫测试仪上的数据，分析脱硫前后二氧化硫浓度的变化。
三类实验的数据见表2-2。
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数据表明：用不同的脱硫剂、同样的设备和数量处理热电厂燃煤锅炉高硫煤（脱硫前SO2浓度大于5000）、中硫煤（脱硫前SO2浓度在5000至3000之间）、低硫煤（脱硫前SO2浓度小于3000）燃烧时烟气中的二氧化硫。转炉炼钢厂除尘水脱硫效果很差，平均脱硫效率20%左右，用中硫煤试验，脱硫后的最低浓度为2392，远高于国家规定的排放标准（1200mg/m3）。热电厂燃煤锅炉冲渣水脱硫效果较为理想，脱硫率为71.5-75.4%，燃烧中、低硫煤时，脱硫后二氧化硫浓度（707~947）低于国家排放标准。在锅炉冲渣水中加入纯石灰用量的四分之一后，平均脱硫率88.8~90.4%，最低排放值为234，最高为624，燃烧高、中、低硫煤外排二氧化硫浓度都远低于国家排放标准。整个试验结果与预期基本相符，说明脱硫剂中的pH值和钙镁总量是决定脱硫效果的关键因素。
3结论和建议
3.1冲渣水的pH值与石灰水持平，钙镁总量较石灰水低1/4，加入1/4的石灰水后、钙镁总量与石灰水相等时，脱硫率相同。证明冲渣水中的其它物质没有干扰脱硫，冲渣水能替代四分之三的石灰水。
3.2用冲渣水脱硫，可采用两种方案。一是直接使用燃煤锅炉冲渣水处理锅炉烟气中的二氧化硫，不加任何辅助脱硫剂。可降低净化成本80%。二是在冲渣水中加四分之一的石灰水，脱硫率与石灰水相当，运行成本降低34%。这样能使目前因运行成本过高而停用的SO2净化设备运转，按中硫煤计算，热电厂两座燃煤锅炉每年减少二氧化硫排放2200t。
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