技术|磷矿石代替石灰石作为钙法烟气脱硫剂的研究

结合国内钙法烟气脱硫技术的特点，阐述2种脱硫剂的来源和反应机理，并从脱硫剂的共性、脱硫产品的多样性及经济性、节约硫资源和脱磷石膏的环保性等5方面，分析使用磷矿石代替石灰石作为钙法烟气脱硫剂以脱除烟气中SO2气体，并生产湿法磷酸的可行性。

钙法脱硫

目前，我国烟气脱硫技术发展迅猛，以所用脱硫剂不同，一般可将湿法脱硫技术分为钙法、氨法、镁法和钠法4大类，其中钙法和氨法烟气脱硫技术在我国应用最多。钙法烟气脱硫技术，因其具备脱硫剂价格低廉、工艺流程简单、脱硫效率高、烟气拖尾短、操作方便、运行安全等特点而普遍应用于焦化、水泥、钢铁、热电等行业，是国内应用最广泛、最成熟的脱硫技术；而氨法烟气脱硫技术因其具有不可逾越的产品优势、资源化利用优势和环保优势，越来越受市场和企业的青睐，占据国内近半市场，且有取代钙法技术之势。

现有的钙法脱硫剂主要以石灰石为主，脱硫产品为脱硫石膏，它的实质是将废气变成废渣，即将气体SO，变成固体二水硫酸钙，无法从根本上解决问题。其缺点一是浪费硫资源，二是固体废渣同样污染环境，三是产生CO2气体，增加碳排量。如果将烟气脱硫剂由石灰石改为磷矿石，可使硫资源得到有效利用，生产出肥料级的湿法磷酸。只有这样，方可促进钙法烟气脱硫的技术进步，而不致被市场淘汰。

1、石灰石为脱硫剂的钙法脱硫

石灰石

1．1石灰石的来源

我国石灰石存储量很大，基本上集中分布在北部省份，最普通的石头均是以石灰石为主，价格十分低廉。石灰石的主要成分为碳酸钙(CaCO3)，是一种白色或灰色固体，纯品为无色无味结晶体，密度约为(2．6——2．8)×103t／m3，微溶于水，属天然矿物，主要来自石灰岩。

另外，方解石、大理石、石灰华、白垩、霰石和白善土等都是碳酸钙的存在形式。在烟气脱硫工业中，石灰石一般研磨成粉末状再运至厂内，使用时应配制成浆液状，粒度要求为0．15rain以下占80％。也可将块状石灰石购进厂，采用湿法研磨方式直接制备成浆液状使用。

1．2脱硫反应机理

用石灰石作为脱硫剂，吸收烟气中SO2，在大量空气作用下发生反应，生成脱硫石膏，并逸出CO2气体，其总化学反应式如下。

该脱硫过程分为2步，第一步是中和反应，即石灰石和SO2反应生成半水亚硫酸钙和CO2，化学反应式如下。

第二步是氧化反应，即半水亚硫酸钙和O2发生反应生成二水硫酸钙，其反应式如下。

2、磷矿石作脱硫剂的钙法脱硫

2．1磷矿石的来源

我国磷矿资源主要分布在云南、贵州、四川、湖北和湖南5省，存储量达98．6亿t，占全国总储量的74．5％。磷矿石多属于沉积岩，也有部分以变质岩和火成岩存在，正常情况下矿物中的磷多以正磷酸盐形态存在。磷的主要矿物为磷灰石，自然界中最常见、能够组成矿床的主要有氟磷灰石、氯磷灰石、碳磷灰石、羟磷灰石、碳氟磷灰石5类。

磷灰石的主要化学成分是磷酸钙，其中还含有氟、氯等元素，以氟磷酸钙(Ca5F（PO4)3)为主。磷灰石晶体呈六方柱状，集合体呈粒状、致密块状、土状和结核状等。磷矿石用作脱硫剂时，也是研磨成粉末状或配制成浆液状，粒度要求为0．15HHn以下占85％。

信息来源 : 《煤炭加工与综合利用》

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