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黎明重工科技

火电厂脱硫废水蒸发影响脱硫石膏结晶

时间:2020-05-18 17:33来源:http://www.lmzk.org/hangyedongtai/686.html作者:admin 点击:次数

采用脱硫废水蒸发技术,则势必会影响烟道内烟气温度,烟气的湿度,粉尘含量。废水中的部分杂质会随着烟气进入脱硫系统,在一定程度上增加了粉尘颗粒的浓度,这将对石膏结晶会有不利影响;但是废水蒸发后,烟气温度的降低有利于石膏的结晶,且烟气温度的降低提高了脱硫效率,脱硫浆液中CaSO4的含量也会增加。

pH在3.5~6.5范围内时,随着pH的升高,二水硫酸钙结晶诱导时间呈滞后趋势,反应前加入H+或OH-调节溶液的pH值,改变石膏的结晶环境,发现当pH为7时,石膏结晶的诱导时间比pH为3.5和6.5时都小,说明pH对脱硫石膏的溶解度有一定影响,使溶液中的离子平衡发生了变化。

根据CaSO4晶体自发沉淀动力学,溶液质子平衡方程为:

2[Ca2+]+[CaOH+]+[H+]=[HSO4-]+2[SO42-]+[OH-]

当pH值增加,意味着溶液中的[OH一]增加,形成Ca(OH)2或[CaOH+]可能性增大,从而使硫酸钙结晶溶液的过饱和度降低,因此对二水硫酸钙的结晶成核起到了抑制作用。在偏酸性条件下,pH值较小时,[HSO4-]存在的可能性增大,CaSO4的溶解度在酸性介质中也逐渐增大。浆液过饱和度逐渐减小,使成核速率减小。但在pH为7时,杂质离子[HSO4-]及[CaOH+]的影响均可以忽略,故石膏结晶的诱导时间反而减小,有利于二水硫酸钙晶体成核速率的增大。另外,杂质离子的含量也会影响二水硫酸钙的溶解度,而脱硫石膏的溶解度也影响着体系的过饱和度,影响离子的活性和迁移速率。可见,pH值对CaSO4结晶诱导时间的影响主要体现在对二水硫酸钙的溶解度的影响和对杂质离子活性的影响。

当在溶液温度为30℃、40℃、50℃、55℃、60℃时,随着温度的升高,二水硫酸钙晶体的形成时间缩短。结晶过程分为晶核形成及晶体生长两个阶段。在晶体成核阶段:温度、过饱和度、粘度、液相表面张力等因素都会影响成核速率。一方面,温度升高,溶液的粘度及表面张力都有所减小,改善结晶过程的流体动力学条件,有利于离子的扩散,使得反应速率增加,有利于成核速率的提高;但另一方面,在晶体生长阶段:过饱和度随着温度的升高而降低,晶体的生长速率因成核推动力变小而减慢。因此,温度对石膏结晶诱导时间的影响实际上是过饱和度、表观反应速度常数、粘度、表面张力综合作用的效果。实验表明:当温度低于50℃时,温度对晶体成核速率的影响十分明显,诱导时间随着温度的升高急剧减小;而当温度超过50℃,温度对成核速率的影响相对减弱,诱导时间变化缓慢。

二水硫酸钙在溶液中的结晶也会受到金属离子的影响,当向溶液中同时添加不同金属杂质离子时,更为延迟二水硫酸钙晶核的形成时间,即混合杂质离子对二水硫酸钙晶核形成时间的抑制作用加强。而且不同的混合杂质离子对二水硫酸钙的结晶诱导时间的影响程度也不同。

在相同的摩尔浓度下,Al3+,Fe3+,Mg2+对二水硫酸钙结晶时间的抑制能力依次减弱,随着金属离子摩尔浓度的增大,杂质对二水硫酸钙晶体的诱导时间的影响也随之增大。杂质对二水硫酸钙晶体成核的影响,不仅体现在石膏结晶过饱和度的变化,晶核的形成过程也会影响二水硫酸钙晶体成核。金属离子的存在降低了溶液的活度系数进而降低了二水硫酸钙溶液的过饱和度。另外,杂质离子可能被吸附在晶粒表面,导致固液表面张力增加,成核速率下降,从而抑制二水硫酸钙晶体的成核过程。

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