時(shí)間:2019年06月21日 分類:科學(xué)技術(shù)論文 次數(shù):
摘要:鎂法脫硫技術(shù)是以活性氧化鎂為基礎(chǔ)原料的濕法脫硫工藝,具有環(huán)境友好、節(jié)約資源、資源利用率高等優(yōu)點(diǎn)。中國(guó)鎂法脫硫技術(shù)成熟,資源優(yōu)勢(shì)顯著,副產(chǎn)物可實(shí)現(xiàn)多元化利用。利用副產(chǎn)物制備的硫酸鎂、氧化鎂產(chǎn)品在各個(gè)領(lǐng)域具有廣闊的發(fā)展前景,尤其在建筑業(yè)、農(nóng)業(yè)等方面有著巨大的戰(zhàn)略優(yōu)勢(shì)。總結(jié)了國(guó)內(nèi)外鎂法脫硫技術(shù)的研究及應(yīng)用狀況,凸顯出中國(guó)鎂法脫硫的技術(shù)優(yōu)勢(shì)、資源優(yōu)勢(shì)及資源多元化利用的優(yōu)勢(shì)。詳細(xì)闡述了以鎂法脫硫副產(chǎn)物制備硫酸鎂及氧化鎂的工藝過程,對(duì)副產(chǎn)物多元化利用的途徑進(jìn)行了深入分析。同時(shí)重點(diǎn)介紹了以鎂法脫硫副產(chǎn)物為原料制備鎂基新材及其在裝配式建筑領(lǐng)域中的應(yīng)用,為擴(kuò)展副產(chǎn)物應(yīng)用領(lǐng)域提供了研究思路。
關(guān)鍵詞:鎂法脫硫;鎂資源;副產(chǎn)物多元化利用;鎂基新材
中國(guó)《環(huán)境保護(hù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)“十三五”發(fā)展規(guī)劃》指出,要進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)燃煤電廠、熱電廠煙氣排放監(jiān)控,要求企業(yè)實(shí)施除塵、脫硫、脫硝技術(shù)改造,使廢氣中污染氣體的含量達(dá)到國(guó)家環(huán)境保護(hù)排放標(biāo)準(zhǔn)。發(fā)電廠二氧化硫煙氣排放的治理,一直是各國(guó)環(huán)保部門高度重視的問題[1]。煙氣脫硫(FGD)技術(shù)能有效降低排放尾氣中大氣污染物含量,是一種廣泛應(yīng)用于含硫煙氣處理的工藝手段,其種類有上百種之多,其中投入工業(yè)化應(yīng)用的有幾十種。FGD技術(shù)又分為濕法和干法,應(yīng)用較為普遍的主要是濕法,鈣基脫硫、雙減法脫硫、氨法脫硫、鎂法脫硫及微生物脫硫?yàn)闈穹摿?種主要技術(shù)[2]。
鈣基脫硫是當(dāng)前世界上比較成熟的工藝之一,但是其缺點(diǎn)也較為突出,如初期建設(shè)投資大、耗電量高及耗水量大、設(shè)備易堵塞磨損等,這些問題限制了其發(fā)展空間[3]。相比于鈣基脫硫,鎂法脫硫的優(yōu)越性體現(xiàn)在煙氣脫硫效果優(yōu)越、設(shè)備投資及運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用低、不易堵塞、副產(chǎn)品綜合回收等優(yōu)點(diǎn)[4],具有廣闊的發(fā)展及應(yīng)用前景,一直是煙氣脫硫領(lǐng)域研發(fā)和關(guān)注的焦點(diǎn)。
1國(guó)內(nèi)外鎂法脫硫研究進(jìn)展
日本是國(guó)外首個(gè)采用氫氧化鎂漿法進(jìn)行煙氣脫硫的國(guó)家[5]。石川島播磨重工業(yè)株式會(huì)社(IHI)開發(fā)的鎂劑濕法煙氣脫硫工藝,經(jīng)過長(zhǎng)期的發(fā)展越來越成熟,其煙氣脫硫效率:鍋爐煙氣脫硫率達(dá)到98%以上、燒結(jié)廠煙氣脫硫率達(dá)到96%以上、催化裂化爐煙氣脫硫率達(dá)到95%以上[6-7]。2017年,日本鎂法煙氣脫硫裝置技術(shù)已經(jīng)達(dá)到世界領(lǐng)先水平,但是對(duì)于煙氣脫硫副產(chǎn)物的處理大多采用拋棄法。美國(guó)在20世紀(jì)80年代建成一套工業(yè)規(guī)模的氧化鎂法煙道氣脫硫-再生裝置,該裝置SO2脫除效率高達(dá)95%,且脫硫副產(chǎn)物綜合利用制備硫酸[8]。
在脫硫副產(chǎn)物利用方面,美國(guó)一家公司開發(fā)的鎂法脫硫裝置將副產(chǎn)物轉(zhuǎn)化成氫氧化鎂作為產(chǎn)品銷售,為企業(yè)創(chuàng)造了經(jīng)濟(jì)效益,實(shí)現(xiàn)了脫硫產(chǎn)物的綜合利用[9]。中國(guó)鎂法脫硫技術(shù)的研發(fā)主要把重心放在了對(duì)脫硫工藝的研究和機(jī)理探討上,對(duì)脫硫副產(chǎn)物的綜合回收研究不夠深入[10]。
據(jù)數(shù)據(jù)顯示,截止2015年中國(guó)實(shí)際投產(chǎn)運(yùn)行的鎂法煙氣脫硫裝置已達(dá)40套,其中投產(chǎn)運(yùn)行的不僅僅是傳統(tǒng)的發(fā)電廠、電站,并且應(yīng)用在了小型或大型的金屬冶煉行業(yè),對(duì)于脫硫副產(chǎn)物的利用問題已逐步深入尋找多元化的利用途徑,其中氧化鎂再生法和硫酸鎂回收法是目前的主流技術(shù)手段。中國(guó)某化工集團(tuán)所屬電廠建成的再生氧化鎂煙氣脫硫裝置,將產(chǎn)生的二氧化硫廢氣經(jīng)過脫硫漿液吸收生成副產(chǎn)物亞硫酸鎂和少量被氧化成的七水硫酸鎂,經(jīng)過蒸發(fā)、結(jié)晶、干燥,再經(jīng)過焙燒熱解,生成的二氧化硫被轉(zhuǎn)化吸收,之后輸送至硫酸系統(tǒng)作為制備硫酸的原料,整個(gè)過程高效、環(huán)保,熱解氧化鎂可循環(huán)使用[11-12]。
2鎂法脫硫技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)
2.1鎂資源優(yōu)勢(shì)
中國(guó)鎂資源儲(chǔ)量在世界上屬于較為豐富的國(guó)家之一,資源類型多,主要從提煉菱鎂礦、鹽湖區(qū)鎂鹽、含鎂白云石[13]、海水這4種途徑獲得,分布領(lǐng)域幾乎遍布整個(gè)國(guó)家。鹽湖區(qū)鎂鹽主要指來源于中國(guó)四大鹽湖區(qū)的鎂資源。據(jù)探測(cè)顯示[14],青海鹽湖儲(chǔ)存16.5億t氯化鎂資源,中國(guó)74%的氯化鎂資源位于青海省。中國(guó)鹽湖鎂資源主要以氯化鎂形式存在,易開采。據(jù)中國(guó)菱鎂礦資源勘測(cè)統(tǒng)計(jì),中國(guó)菱鎂礦資源主要分布在東北、華北及西北地區(qū),其中東北遼寧省菱鎂礦資源儲(chǔ)量最大,占中國(guó)總儲(chǔ)量的85.62%[15]。
中國(guó)菱鎂礦儲(chǔ)量集中,礦石中MgO平均品位為43%,菱鎂礦的類型也較為單一,大部分菱鎂礦呈現(xiàn)鎂質(zhì)碳酸鹽地層中層控晶質(zhì),在鎂法煙氣脫硫領(lǐng)域,菱鎂礦焙燒而成的氧化鎂才是鎂法煙氣脫硫劑的主要原料來源。目前,中國(guó)鎂法脫硫技術(shù)應(yīng)用最為廣泛的區(qū)域主要在華北及東北地區(qū),這些地區(qū)主要是以火力發(fā)電為主,鎂法脫硫作為一種綠色環(huán)保的SO2減排技術(shù),脫硫原材料運(yùn)輸便利,為鎂法脫硫技術(shù)的研究與開發(fā)提供了保障。
2.2脫硫技術(shù)成熟
中國(guó)鎂法煙氣脫硫技術(shù)的應(yīng)用已有數(shù)十年。脫硫技術(shù)領(lǐng)域綜合評(píng)價(jià)顯示,中國(guó)火電廠行業(yè)對(duì)鎂法脫硫技術(shù)的評(píng)價(jià)僅僅低于鈣法脫硫技術(shù)。這主要是因?yàn)殒V法脫硫技術(shù)只在少數(shù)鎂資源豐富的地區(qū)推廣運(yùn)行,但在全國(guó)范圍內(nèi)特別是一些鎂資源儲(chǔ)量少的地區(qū),限制于地域因素,使得脫硫原材料運(yùn)輸費(fèi)用高,這些區(qū)域主要是以鈣法脫硫?yàn)橹鳎V法脫硫技術(shù)投資運(yùn)行較為少見。
鎂法煙氣脫硫裝置使用的脫硫劑是提純后的菱鎂礦經(jīng)過焙燒生成的活性氧化鎂,活性氧化鎂水化迅速,其反應(yīng)活性比氧化鈣高10倍以上,并且脫硫劑消耗成本低廉。2008年韶鋼四號(hào)燒結(jié)機(jī)的煙氣脫硫選用濕式鎂法脫硫工藝[16],該鎂法脫硫裝置不僅脫硫效率高,經(jīng)吸收排放的尾氣達(dá)到國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn),并且副產(chǎn)物的利用形成了一套完整的處理工藝體系,即通過曝氣氧化→過濾除雜→蒸發(fā)→冷卻結(jié)晶→離心分離→干燥→自動(dòng)包裝工藝流程,實(shí)現(xiàn)了由副產(chǎn)物到產(chǎn)品制備的過程,提高了公司的整體效益。應(yīng)用鎂法煙氣脫硫技術(shù)除去電廠煙氣中的二氧化硫,還可用于現(xiàn)存石灰/石灰石法脫硫工藝的改造[17]。
相比于其他脫硫技術(shù),應(yīng)用鎂法脫硫技術(shù)進(jìn)行改造,設(shè)備的改造費(fèi)用低廉。改造后脫硫工藝的優(yōu)點(diǎn):吸收劑制備簡(jiǎn)單、液氣比小、吸收劑利用率高、副產(chǎn)物可形成產(chǎn)品進(jìn)行銷售、設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定、不易堵塞[18],同時(shí)為低品位鎂礦資源化利用提供了新的方向。
3鎂法脫硫技術(shù)中的資源多元化利用
鎂法脫硫技術(shù)利用中國(guó)的優(yōu)勢(shì)資源,以其卓越的脫硫績(jī)效推動(dòng)了循環(huán)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。煙氣脫硫副產(chǎn)物的綜合利用技術(shù)實(shí)現(xiàn)了“變廢為寶”,中國(guó)采用的“三效強(qiáng)制外循環(huán)蒸發(fā)技術(shù)”、“可控式快速降溫冷卻結(jié)晶槽技術(shù)”等,成功實(shí)現(xiàn)了脫硫廢液制備七水硫酸鎂工藝體系,產(chǎn)品七水硫酸鎂在各個(gè)領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用。鎂法煙氣脫硫副產(chǎn)物綜合利用典型的處理方式有曝氣氧化法、焙燒熱解法、加酸氧化法3種[19],綜合利用后可生成硫酸鎂、氧化鎂和二氧化硫(用于制備硫酸),這3種產(chǎn)品在國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中有著舉足輕重的作用和地位,例如硫酸鎂在涂料、環(huán)境保護(hù)、食品加工、醫(yī)療衛(wèi)生等方面都有廣泛的應(yīng)用[20]。
3.1鎂法脫硫過程及聯(lián)產(chǎn)硫酸鎂
該工藝不僅脫除SO2效果顯著,并且實(shí)現(xiàn)了副產(chǎn)物制七水硫酸鎂產(chǎn)品。活性氧化鎂發(fā)生水化反應(yīng)生成氫氧化鎂,調(diào)制成一定濃度的氫氧化鎂漿液后送入脫硫塔;除塵后的尾氣從中部導(dǎo)入吸收塔,經(jīng)過吸收劑漿體除去其中的SO2,再經(jīng)過換熱器降溫后成為達(dá)標(biāo)尾氣排入大氣;漿體吸收二氧化硫形成亞硫酸鎂,亞硫酸鎂進(jìn)入微孔曝氣氧化裝置被氧化成硫酸鎂,之后過濾除雜,再進(jìn)入結(jié)晶槽中結(jié)晶成七水硫酸鎂,七水硫酸鎂經(jīng)過真空皮帶脫水干燥,最后形成七水硫酸鎂產(chǎn)品包裝銷售,結(jié)晶槽中含有硫酸鎂的上清液和脫水干燥的廢水輸送至循環(huán)水箱中,經(jīng)過循環(huán)水箱處理過后的水輸送至脫硫塔中回用。
4)副產(chǎn)物曝氣氧化:MgSO3+1/2O2→MgSO4MgSO4+7H2O→MgSO4·7H2O3.2鎂法脫硫副產(chǎn)物制備硫酸鎂及其應(yīng)用領(lǐng)域2017年中國(guó)生產(chǎn)硫酸鎂企業(yè)有50家左右,產(chǎn)量接近150萬(wàn)t,其中接近一半的產(chǎn)量出口國(guó)外,說明硫酸鎂產(chǎn)品在國(guó)內(nèi)外都有廣闊的市場(chǎng)前景。硫酸鎂一般在無機(jī)化工領(lǐng)域具有較大的應(yīng)用需求,其中主要集中在建材與輕工業(yè),例如鎂質(zhì)膠凝材料。另外其在紡織、醫(yī)藥、造紙等行業(yè)也有較大的應(yīng)用。
1)農(nóng)業(yè)。鎂法脫硫副產(chǎn)物通過曝氣氧化法可直接將亞硫酸鎂強(qiáng)制氧化成硫酸鎂,再依次經(jīng)過低溫加熱濃縮、蒸發(fā)結(jié)晶、高速離心脫水等過程制得七水硫酸鎂半成品,企業(yè)可根據(jù)具體的產(chǎn)品需求和干燥溫度的不同制成不同的硫酸鎂產(chǎn)品[21]。對(duì)于純度較低或純化難度較大的硫酸鎂,常用于制備硫酸鎂肥料或直接用于改良土壤。MgSO4·7H2O半成品也可與氯化鉀反應(yīng)制備硫酸鉀,硫酸鉀是制備鉀肥的基礎(chǔ)原料。同時(shí)硫酸鎂和有機(jī)質(zhì)經(jīng)過復(fù)合配制,可以合成有機(jī)-無機(jī)復(fù)合肥料,復(fù)合鎂肥在農(nóng)業(yè)上使用廣泛。
2)建筑業(yè)。硫酸鎂在建筑領(lǐng)域主要用于制備膠凝材料[30]。副產(chǎn)物焙燒熱解產(chǎn)生的氧化鎂與經(jīng)過濃縮的硫酸鎂漿液按比例調(diào)配可制備硫氧鎂水泥。硫氧鎂水泥經(jīng)過一系列增強(qiáng)改性[22],能夠達(dá)到建筑使用標(biāo)準(zhǔn),再通過發(fā)泡改性可制備用于建筑裝修的保溫材料。3)畜牧業(yè)。硫酸鎂經(jīng)過一定工藝提純后可以達(dá)到飼料級(jí)別,飼料級(jí)硫酸鎂可以作為飼料加工中鎂的補(bǔ)充劑[23],也可以直接作為飼料中鎂元素的補(bǔ)充劑。
4)過程工業(yè)。硫酸鎂在過程工程中的應(yīng)用形式多種多樣,總體在ABS和PVC樹脂的合成助劑、造紙、印染等行業(yè)應(yīng)用較多。其次,硫酸鎂可用于環(huán)保領(lǐng)域中工業(yè)廢水和生活污水的處理,可以使得工業(yè)廢水和生活污水凝結(jié)和沉降,達(dá)到環(huán)保部門要求的廢水排放標(biāo)準(zhǔn)。在紡織過程工業(yè)中,硫酸鎂一般可以作為加重劑、鎂染劑等對(duì)織物進(jìn)行處理,也可用于印染細(xì)薄的棉布、絲,作為棉、絲的加重劑和木棉制品的填料[24]。在制藥工業(yè)中,硫酸鎂的添加可制成瀉藥、三硅酸鎂、麥白霉素等藥物。
3.3鎂法脫硫副產(chǎn)物制備氧化鎂及聯(lián)產(chǎn)硫酸
中國(guó)生產(chǎn)氧化鎂大部分通過煅燒菱鎂礦獲得[25]。氧化鎂的用途非常廣泛,特別是高純氧化鎂,在各個(gè)領(lǐng)域幾乎都有涉及。該流程提供了鎂法脫硫副產(chǎn)物的另一條資源化利用途徑——制備氧化鎂[26];還收集了SO2氣體,SO2氣體進(jìn)入硫酸制備系統(tǒng)后,又形成另一具有高附加值的產(chǎn)品——硫酸。焙燒熱解系統(tǒng)燒制而成的氧化鎂可進(jìn)入原脫硫系統(tǒng)循環(huán)使用;還可進(jìn)行提純。
氧化鎂提純方法采用的是水化碳化法,即向水化后的氫氧化鎂漿液中鼓入二氧化碳,經(jīng)過過濾、蒸發(fā)結(jié)晶、干燥等生成碳酸氫鎂,再經(jīng)過焙燒制備出高純氧化鎂。制備高純氧化鎂及硫酸過程發(fā)生的主要化學(xué)反應(yīng):1)副產(chǎn)物熱解制備氧化鎂:MgSO3→MgO+SO2↑MgSO4→MgO+SO3↑2)SO2制備硫酸:SO2+1/2O2→SO3↑SO3+H2O→H2SO43)氧化鎂水化碳化提純:MgO+H2O→Mg(OH)2CO2+H2O→HCO3-+OHMg(OH)2+2HCO3-=Mg(HCO3)2+2H2O4)焙燒熱解制高純氧化鎂:Mg(HCO3)2+2H2O=MgCO3·3H2O+CO2↑5(MgCO3·3H2O)→4MgCO3·Mg(OH)2·2H2O+12H2O+CO2↑4MgCO3·Mg(OH)2·2H2O→5MgO+3H2O+4CO2↑3.4氧化鎂產(chǎn)品種類及用途1)活性氧化鎂。活性氧化鎂吸附性能強(qiáng)且化學(xué)活性高[27]。
脫硫副產(chǎn)物可通過焙燒熱解制備活性氧化鎂。將經(jīng)離心脫水得到的亞硫酸鎂進(jìn)行干燥、粉碎得到亞硫酸鎂粉末,將亞硫酸鎂粉末配入一定量炭后進(jìn)行焙燒,焙燒過程需嚴(yán)格控制溫度,活性氧化鎂含量受焙燒溫度的影響較大,焙燒后制得活性氧化鎂和二氧化硫與二氧化碳的混合氣體。氧化鎂可以作為脫硫吸收劑回到系統(tǒng)中循環(huán)使用;二氧化硫與二氧化碳的混合氣體通過物理降溫分離,二氧化硫經(jīng)壓縮收集用于制取硫酸[28]。
2)高純氧化鎂。高純氧化鎂是工業(yè)氧化鎂的應(yīng)用延伸,是由工業(yè)氧化鎂經(jīng)過純化后制得,這種高純度白色無定型粉末氧化鎂本身具有無臭、無毒、無味、低表觀密度等性能。在材料領(lǐng)域,高純氧化鎂一般用于制備高純度材料的原料,如制備單晶氧化鎂。由于氧化鎂具有良好的粘黏性,可用于涂料裝飾等行業(yè)作為填充劑使用。食品級(jí)氧化鎂能夠在食品加工過程中使用,可以作為食物的脫色劑和食品制作過程的pH調(diào)節(jié)劑使用。
3)重質(zhì)氧化鎂。重質(zhì)氧化鎂也可稱為死燒氧化鎂或者重?zé)V砂。中國(guó)生產(chǎn)的大部分重質(zhì)氧化鎂其質(zhì)量分?jǐn)?shù)低于95%,這種鎂砂并不需要以高純度的氧化鎂制備,在工業(yè)中應(yīng)用主要是由于重?zé)V砂具有較大的硬度及密度。實(shí)驗(yàn)證明在1600℃焙燒5h,重?zé)V砂的密度能達(dá)到3.3g/cm3以上。
4)硅鋼氧化鎂。硅鋼級(jí)氧化鎂不僅要求氧化鎂具有高純度,并且要求具有高的反應(yīng)活性。硅鋼氧化鎂顧名思義主要用于制作硅鋼,對(duì)氧化鎂高純度的要求是為了制造硅鋼過程中不引入新的雜質(zhì)。
5)高純鎂砂。高純鎂砂是指燒結(jié)后的氧化鎂純度在99%以上、體積密度大于3.4g/cm3的重?zé)V砂。目前,高純鎂砂的生產(chǎn)工藝有菱鎂礦煅燒法、白云石碳化法和鹵水碳銨法[29]。高純鎂砂是一種具有優(yōu)異抗高溫及腐蝕性的耐火材料的原料,但是這種鎂砂也是中國(guó)耐火材料制備的短板。中國(guó)鎂砂產(chǎn)量及出口量巨大,2016年數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)中國(guó)年產(chǎn)鎂砂超過250萬(wàn)t,出口量也在逐年遞增,但是出口的大部分是純度低于95%的鎂砂產(chǎn)品,受工業(yè)技術(shù)條件的限制,對(duì)于高純度的鎂砂中國(guó)大部分依賴于進(jìn)口。
4鎂法脫硫副產(chǎn)物應(yīng)用前景
近年來,中國(guó)環(huán)境污染日益嚴(yán)峻,工業(yè)轉(zhuǎn)型面臨經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的雙重壓力,形勢(shì)緊迫。如何解決工業(yè)環(huán)境污染的同時(shí)又能夠?yàn)槠髽I(yè)創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益,“鎂法脫硫技術(shù)聯(lián)產(chǎn)鎂質(zhì)膠凝材料暨裝配式建筑”項(xiàng)目無疑是這一難題的破題者,既高效環(huán)保脫除煙氣中的二氧化硫,又為脫硫過程產(chǎn)生的副產(chǎn)物提供了另一資源化利用的途徑,真正做到“以廢治廢,變廢為寶,循環(huán)利用,創(chuàng)新發(fā)展”,為工業(yè)環(huán)保探索出一條新的道路。
4.1副產(chǎn)物制備鎂水泥原料
鎂水泥是以氧化鎂為主要成分的鎂質(zhì)膠凝材料,而中國(guó)菱鎂礦資源豐富并且儲(chǔ)量相對(duì)集中,鎂資源充足的基本儲(chǔ)備為鎂質(zhì)膠凝材料的生產(chǎn)制備提供了廣闊的發(fā)展空間[30]。中國(guó)每年產(chǎn)生大量的建筑垃圾,這些建筑垃圾的處理不僅消耗人力物力,并且對(duì)環(huán)境破壞嚴(yán)重,如何有效地降低建筑廢物的產(chǎn)生是節(jié)能改造的主要目標(biāo)。鎂水泥及其產(chǎn)品制備能耗低、生產(chǎn)價(jià)格低廉,并且具有輕質(zhì)易安裝、節(jié)能環(huán)保無污染、易回收不產(chǎn)生建筑垃圾等優(yōu)良特性,因而有“21世紀(jì)綠色工程材料”的稱譽(yù)[31]。
通過實(shí)驗(yàn)研究,對(duì)鎂水泥進(jìn)行增強(qiáng)改性,提高其抗壓抗折性能,以此擴(kuò)大鎂水泥產(chǎn)品的種類及其應(yīng)用領(lǐng)域,特別是鎂水泥產(chǎn)品的主體產(chǎn)業(yè)——裝配式建筑材料。鎂水泥在建筑領(lǐng)域的應(yīng)用既節(jié)能環(huán)保,又滿足可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。硫氧鎂水泥是由活性氧化鎂及七水硫酸鎂按照生成5MgO-MgSO4-7H2O結(jié)晶相的物質(zhì)的量比配制原料,形成鎂質(zhì)膠凝材料。煙氣脫硫副產(chǎn)物中的主要成分為亞硫酸鎂,其中可能還含有一些鐵、鈣、硅等成分,通過對(duì)脫硫副產(chǎn)物進(jìn)行不同方式的處理,能夠提供生成硫氧鎂水泥的重要組成原料氧化鎂和硫酸鎂。
4.2鎂基新材用于裝配式建筑
鎂基新材采用七水硫酸鎂與氧化鎂為主要原料,其中摻有鐵渣、沙子、粉煤灰、煤矸石、建筑垃圾、石膏以及農(nóng)作物秸稈、竹纖維、木粉、甘蔗渣、藥渣、稻殼等開發(fā)的生物鎂質(zhì)建材。該新型材料具有的優(yōu)點(diǎn):節(jié)能環(huán)保、輕質(zhì)高強(qiáng)、不返鹵、防水防火、保溫隔音、耐候性好、可塑性強(qiáng),并且相對(duì)于傳統(tǒng)的裝配式建材有望替代木材、建石材、竹纖維材料,在應(yīng)用方面可用于建筑墻體、屋面、頂棚、地面、外墻保溫等。部分力學(xué)性能優(yōu)良且品質(zhì)良好的材料還可制作家具、工藝品、浮雕。用該鎂基新材制作的大幅面薄板可代替?zhèn)鹘y(tǒng)的石膏板、硅酸鈣板、水泥纖維板、歐松板(OSB板)、膠合板等板材。
有研究表明,改性后的硫氧鎂基新材添加導(dǎo)電材料如碳/鋼纖維、石墨、石墨烯等導(dǎo)電性優(yōu)異材料等形成的硫氧鎂水泥基導(dǎo)電復(fù)合材料,可以廣泛應(yīng)用于陰極保護(hù)、電磁屏蔽[32]、低溫加熱、建筑采暖、融雪除冰、自監(jiān)測(cè)、自修復(fù)等各種特殊領(lǐng)域。用鎂基新材制作的裝配式建筑,用工量?jī)H為傳統(tǒng)施工工藝的1/5,同時(shí)在工廠內(nèi)完成內(nèi)外裝飾構(gòu)件的制作,極大程度地降低了建筑能耗與成本,真正實(shí)現(xiàn)了低消耗、零排放、高效率,具有重大的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)意義。與政府在城市化進(jìn)程中積極倡導(dǎo)的綠色新興產(chǎn)業(yè)推動(dòng)新型城鎮(zhèn)化建設(shè)進(jìn)程的發(fā)展理念高度一致,將擁有廣闊的發(fā)展空間與市場(chǎng)前景。
5結(jié)語(yǔ)
鎂法煙氣脫硫以其成熟的技術(shù)優(yōu)勢(shì)越來越受到業(yè)界的關(guān)注,其成熟度僅次于鈣法脫硫工藝,并在不斷地改進(jìn)提高、創(chuàng)新完善。副產(chǎn)物資源多元化利用制備的產(chǎn)品在各個(gè)領(lǐng)域都有銷售前景,尤其是制備新型鎂質(zhì)膠凝材料,該材料能夠加工成各種用于裝配式建筑的產(chǎn)品,具有極高的發(fā)展?jié)摿褪袌?chǎng)前景,有望成為主流裝配式建筑材料之一。鎂法脫硫技術(shù)的運(yùn)行成本低廉,并且生成高附加值的副產(chǎn)物,能夠極大地促進(jìn)經(jīng)濟(jì)效益,將環(huán)境與經(jīng)濟(jì)效益相結(jié)合,發(fā)揮中國(guó)的資源優(yōu)勢(shì),形成具有循環(huán)經(jīng)濟(jì)特點(diǎn)的脫硫工藝。鎂法脫硫技術(shù)在研發(fā)與創(chuàng)新中茁壯成長(zhǎng),具有廣闊的發(fā)展前景。
參考文獻(xiàn):
[1]馮彤,趙紅艷,張強(qiáng).基于環(huán)境投入產(chǎn)出的多視角全球二氧化硫排放[J].環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào),2017,37(4):1209-1215.
[2]佘曉利,潘衛(wèi)國(guó),郭士義,等.燃煤電廠濕法煙氣脫硫廢水零排放技術(shù)進(jìn)展[J].應(yīng)用化工,2018,47(1):160-164.
[3]李征.我國(guó)燃煤電廠石灰石-石膏濕法煙氣脫硫技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J].黑龍江科技信息,2015(19):22.
[4]張東曙.鎂法脫硫廢水提濃及循環(huán)利用[J].中國(guó)給水排水,2016,32(8):95-98.
[5]佐久向昭博.Featuresandoperatingexperienceofmagnesiumhydroxideprocessforfluegasdesulfurization[J].三菱重工技報(bào),1987,24(6):578-582.
[6]史利芳,潘利祥,趙良慶,等.鎂法脫硫副產(chǎn)物亞硫酸鎂處理現(xiàn)狀[J].環(huán)境工程,2014,32(增刊):533-536.
[7]InoueH.OperationresultsoftheIHIfluegasdesulfurizationsystemfortheNo.1boileratReihokuPowerStationofKyushuElectricPowerCo.,Inc.[J].JSMEInternationalJournal,1998,41(4):1023-1028
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