鋼渣法煙氣脫硫除塵器鋼渣的成分鋼渣是煉鋼過(guò)程中排出的熔渣，是一種由多種礦物組成的固溶體，其性質(zhì)與化學(xué)成分有密切的關(guān)系。根據(jù)煉鋼工藝的不同有轉(zhuǎn)爐鋼渣、平爐鋼渣、電爐鋼渣之分。鋼渣主要由鈣、鐵、硅、鎂和少量鋁、錳、磷等的氧化物組成。主要的礦物相為硅酸三鈣(3CaO·SiO2)、硅酸二鈣(2CaO·SiO2)、鈣鎂橄欖石(CaO·MgO·SiO2)、鈣鎂薔薇輝石(3CaO·RO·2SiO2)、鐵鋁酸鈣(2CaO·XAl2O3·(1-X)Fe2O3)以及硅、鎂、鐵、錳、磷的氧化物形成的固溶體，還含有少量游離氧化鈣以及金屬鐵、氟磷灰石等。有的地區(qū)因礦石含鈦和釩，鋼渣中也稍含有這些成分。鋼渣中各種成分的含量因煉鋼爐型、鋼種以及每爐鋼冶煉階段的不同，有較一定差異。國(guó)內(nèi)4家煉鋼廠的轉(zhuǎn)爐鋼渣化學(xué)成分如表1所列。
鋼渣法煙氣脫硫除塵器原理
鋼渣法脫硫是粉狀鋼渣用水調(diào)制成的漿液，在吸收設(shè)備中與煙氣中的SO2反應(yīng)生成穩(wěn)定的化合物，使SO2從煙氣中分離出來(lái)，達(dá)到煙氣脫硫的目的。
SO2在水中溶解、氧化SO2與鋼渣漿液接觸，SO2溶于水中，SO2在水中溶解時(shí)首先生成亞硫酸，后者在水溶液中分解成離子：SO2+H2O=H2SO3=HSO3-+H+
(1)HSO3-=SO32-+H+
(2)由此，SO2在水中以溶解的SO2、未離解的亞硫酸和HSO3-和SO32-離子的形式存在。由于用于吸收二氧化的鋼渣漿液中含有錳、鐵氧化物，對(duì)SO32-的氧化具有催化作用，同時(shí)在煙氣中存在O2，因此一部分SO32-會(huì)氧化成SO42-：SO32-+1/2O2=
SO42- (3)
-CaO等金屬氧化物的反應(yīng)鋼渣中存在游離氧化鈣及鎂、錳等金屬氧化物，這些氧化物在溶有SO2的溶液中反應(yīng)：CaO+H2SO3=CaSO3+H2O
(4)CaO+H2SO4=CaSO4+H2O (5)MeO+H2SO3=MeSO3+H2O (6)MeO+H2SO4=MeSO4+H2O (7)
礦物的水化反應(yīng)轉(zhuǎn)爐鋼渣內(nèi)的礦物在加水濕磨的情況下發(fā)生水化反應(yīng)3CaO·SiO2+nH2O=xCaO·SiO2·mH2O(gel)+(3-x)Ca(OH)2
(8)2CaO·SiO2+nH2O=xCaO·SiO2·mH2O(gel)+(2-x)Ca(OH)2
(9)式(8)反應(yīng)速度很快，式(9)反應(yīng)速度比較慢。水化過(guò)程中CaO/SiO2在0.8～1.5之間。水化過(guò)程中會(huì)吸收空氣中的二氧化碳。Ca(OH)2+CO2=CaCO3
(10)
礦物在吸收過(guò)程中的反應(yīng)如前所述鋼渣的主要礦物經(jīng)水化反應(yīng)后，與溶有SO2的溶液分解，反應(yīng)式如下：Ca(OH)2+H2SO3=CaSO3+H2O
(11)CaCO3+H2SO3=CaSO3+CO2+H2O (12)xCaO·SiO2·mH2O+xH2SO3=xCaSO3+SiO2·mH2O+xH2O
(13)CaO·MgO·SiO2+2H2SO3+nH2O=CaSO3+MgSO3+SiO2·mH2O
(14)3CaO·RO·2SiO2+4H2SO3+nH2O=RSO3·3CaSO3·2SiO2·mH2O
(15)式(15)中RO代表FeO、MgO、MnO形成的固溶體。
鋼渣法煙氣脫硫除塵器的性能
將鋼渣粉作為吸收劑在中試裝置上進(jìn)行吸收性能試驗(yàn)，進(jìn)口煙氣流量10000Nm3/h，煙氣二氧化硫濃度1000mg/Nm3，一次加入鋼渣650kg配成濃度10%鋼渣漿液，液氣比6L/m3。在DS―多相反應(yīng)器中進(jìn)行脫硫?qū)嶒?yàn)，鋼渣漿液。PH與時(shí)間變化關(guān)系圖如圖1，當(dāng)PH值在6以上時(shí)，脫硫效率達(dá)到93%以上。
