高硫煤分解磷石膏制SO2聯(lián)產(chǎn)水泥熟料

內(nèi)容概要

　　《高硫煤分解磷石膏制SO2聯(lián)產(chǎn)水泥熟料》主要講述循環(huán)流化床技術(shù)在磷石膏熱分解制高濃度SO2和水泥熟料中的應(yīng)用研究，內(nèi)容包括概論、高硫煤還原分解磷石膏的熱力學(xué)研究、磷石膏熱分解的動(dòng)力學(xué)研究、循環(huán)流化床高硫煤還原分解磷石膏中試研究、循環(huán)流化床磷石膏分解的能耗及物料平衡計(jì)算。

作者簡(jiǎn)介

　　寧平，男，博士，云南省特聘教授，博士生導(dǎo)師。1995年7月獲德國(guó)凱澤斯勞滕大學(xué)化學(xué)工程專業(yè)工學(xué)博士學(xué)位。1995年7月至1996年8月在德國(guó)凱澤斯勞滕大學(xué)材料系進(jìn)行博士后研究。1982年起從事環(huán)境工程方面的教學(xué)、科研工作，先后主持國(guó)家“863計(jì)劃”項(xiàng)目，國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目，國(guó)家教育部?jī)?yōu)秀青年教師基金項(xiàng)目，國(guó)家教育部高校優(yōu)秀骨干教師基金項(xiàng)目，國(guó)家環(huán)保總局、云南省環(huán)保局科研基金項(xiàng)目，云南省自然科學(xué)基金項(xiàng)目等20余項(xiàng)。發(fā)表學(xué)術(shù)論文200余篇，其中SCI、EI收錄30余篇，出版專著、教材8部，獲發(fā)明專利授權(quán)5項(xiàng)，實(shí)用新型專利授權(quán)7項(xiàng)。
　　鄭紹聰，男，博士，曲靖師范學(xué)院，講師。2006年獲昆明理工大學(xué)生物化工專業(yè)工學(xué)碩士學(xué)位，同年到云天化集團(tuán)研發(fā)中心（云南省化工研究院）磷資源中心工作，從事磷礦礦物加工、磷化工及磷石膏基礎(chǔ)研究和應(yīng)用開發(fā)工作。2011年獲昆明理工大學(xué)環(huán)境工程專業(yè)工學(xué)博士學(xué)位，同年到云南省曲靖師范學(xué)院從事教學(xué)科研工作。參與國(guó)家“863計(jì)劃”項(xiàng)目1項(xiàng)，參與“云南省高校煤資源開發(fā)利用及其污染控制重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室”的建設(shè)工作，發(fā)表學(xué)術(shù)論文10余篇，其中SCI、EI收錄3篇，申請(qǐng)國(guó)家發(fā)明專利4項(xiàng)，其中2項(xiàng)已獲授權(quán)。

書籍目錄

1 概論
1.1 磷石膏基本性質(zhì)
1.1.1 磷石膏共性
1.1.2 磷石膏晶體形態(tài)
1.1.3 磷石膏中的雜質(zhì)及其影響
1.2 磷石膏的環(huán)境影響
1.2.1 磷石膏對(duì)環(huán)境的影響
1.2.2 磷石膏處理方式對(duì)環(huán)境的影響
1.3 磷石膏綜合利用
1.3.1 磷石膏在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用
1.3.2 磷石膏在建材上的應(yīng)用
1.3.3 磷石膏作化工原料
1.4 磷石膏分解技術(shù)研究現(xiàn)狀
1.4.1 磷石膏分解制硫酸聯(lián)產(chǎn)水泥研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)
1.4.2 磷石膏分解技術(shù)理論研究現(xiàn)狀
1.5 還原劑高硫煤
1.5.1 高硫煤資源
1.5.2 高硫煤應(yīng)用研究現(xiàn)狀
參考文獻(xiàn)
2 高硫煤還原分解磷石膏的熱力學(xué)研究
2.1 實(shí)驗(yàn)原料
2.1.1 磷石膏表征
2.1.2 高硫煤分析
2.2 磷石膏熱分解的熱力學(xué)計(jì)算
2.2.1 高硫煤（碳）為還原劑分解磷石膏的熱力學(xué)計(jì)算
2.2.2 CO還原分解磷石膏的熱力學(xué)計(jì)算
2.3 高硫煤還原分解磷石膏的實(shí)驗(yàn)研究
2.3.1 實(shí)驗(yàn)儀器
2.3.2 實(shí)驗(yàn)方法
2.3.3 原料配比實(shí)驗(yàn)
2.3.4 原料粒度實(shí)驗(yàn)
2.3.5 分解溫度對(duì)SO2濃度的影響
2.3.6 固體產(chǎn)物分析
2.3.7 磷石膏分解率和脫硫率
2.4 高硫煤還原磷石膏機(jī)理分析
2.5 高硫煤還原分解磷石膏的熱力學(xué)理論分析
2.6 小結(jié)
參考文獻(xiàn)
3 磷石膏熱分解的動(dòng)力學(xué)研究
3.1 實(shí)驗(yàn)部分
3.1.1 實(shí)驗(yàn)原料
3.1.2 實(shí)驗(yàn)裝置
3.2 高硫煤還原分解磷石膏的影響因素
3.2.1 空白實(shí)驗(yàn)
3.2.2 原料配比實(shí)驗(yàn)
3.2.3 原料粒度實(shí)驗(yàn)
3.2.4 升溫速率對(duì)磷石膏熱分解的影響
3.3 磷石膏熱分解動(dòng)力學(xué)分析
3.3.1 動(dòng)力學(xué)方程
3.3.2 等溫法
3.3.3 非等溫法
3.3.4 固體熱分解反應(yīng)機(jī)理函數(shù)
3.3.5 動(dòng)力學(xué)參數(shù)計(jì)算
3.3.6 動(dòng)力學(xué)結(jié)果討論
3.4 CO氣氛下磷石膏熱分解的動(dòng)力學(xué)研究
4 循環(huán)流化床高硫煤還原分解磷石膏中試研究
3.4.1 活化能E計(jì)算
3.4.2 機(jī)理函數(shù)的判定
3.5 小結(jié)
參考文獻(xiàn)
4 循環(huán)流化床高硫煤還原分解磷石膏中試研究
4.1 流化床概述
4.1.1 流化床現(xiàn)象
4.1.2 流化床技術(shù)發(fā)展
4.1.3 流化床在磷石膏分解中的應(yīng)用研究
4.2 實(shí)驗(yàn)原料
4.2.1 磷石膏粒度分類
4.2.2 工藝參數(shù)計(jì)算
4.2.3 帶出速度與臨界流化速度之比
4.2.4 膨脹比和床層空隙率
4.2.5 高硫煤元素分析
4.3 流化床試驗(yàn)裝置及工藝流程
4.3.1 試驗(yàn)儀器及工藝流程
4.3.2 磷石膏進(jìn)量方式
4.3.3 煙氣分析
4.4 流化床冷態(tài)試驗(yàn)
4.4.1 冷態(tài)試驗(yàn)內(nèi)容
4.4.2 一次風(fēng)量的標(biāo)定
4.4.3 二次風(fēng)量的標(biāo)定
4.4.4 布風(fēng)板阻力特性試驗(yàn)
4.4.5 料層阻力特性試驗(yàn)
4.4.6 布風(fēng)均勻性試驗(yàn)
4.4.7 給煤量的測(cè)定
4.4.8 磷石膏進(jìn)料量的測(cè)定
4.5 流化床磷石膏熱分解中試試驗(yàn)
4.5.1 溫度對(duì)磷石膏熱分解的影響
4.5.2 流化風(fēng)量對(duì)磷石膏熱分解的影響
4.5.3 二次風(fēng)量對(duì)磷石膏熱分解的影響
4.5.4 磷石膏給料量對(duì)磷石膏熱分解的影響
4.5.5 高硫煤與普通煤對(duì)煙氣中S0：的影響
4.5.6 氮氧化物排放
4.5.7 流化床分解爐內(nèi)溫度及壓力的分布
4.5.8 磷石膏分解固體產(chǎn)物分析
4.6 小結(jié)
參考文獻(xiàn)
5 循環(huán)流化床磷石膏分解的能耗及物料平衡計(jì)算
5.1 循環(huán)流化床高硫煤還原磷石膏的熱分解反應(yīng)機(jī)理
5.2 流化床高硫煤還原磷石膏能耗計(jì)算
5.3 高硫煤還原磷石膏的能耗與物料平衡計(jì)算
5.4 小結(jié)
參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁(yè)：   插圖：   磷石膏是磷酸或磷肥工業(yè)以及某些合成洗滌劑產(chǎn)業(yè)排放的工業(yè)廢渣，主要成分有CaSO4?2H2O、CaSO4?1／2H2O和CaSO4，是化工生產(chǎn)中排放量最大的固體廢物之一。一般每生產(chǎn)1t P2O5的濕法磷酸，要產(chǎn)生1～5t的磷石膏（干基）廢渣。磷石膏是具有多種潛在用途的硫、鈣或石膏資源，如不加以利用，處置不當(dāng)會(huì)造成環(huán)境污染。根據(jù)2010年中國(guó)國(guó)際磷石膏堆放及綜合利用技術(shù)開發(fā)與推廣研討會(huì)資料，目前全球新增磷石膏排放量達(dá)2800Mt／a，中國(guó)約為50Mt／a，約占世界磷石膏年排放量的20％。大量的磷石膏堆放，不僅占用土地資源，給企業(yè)增加巨大經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)，而且造成環(huán)境污染。據(jù)資料調(diào)查，磷石膏主要采用露天堆放方式處理，國(guó)內(nèi)堆放的磷石膏廢渣累積量達(dá)數(shù)億噸，而循環(huán)利用率不到10％。磷石膏堆放占用大量土地，其中的有害成分通過(guò)介質(zhì)向周圍環(huán)境擴(kuò)散滲透，對(duì)土壤、水、大氣造成嚴(yán)重污染，給生產(chǎn)企業(yè)和社會(huì)帶來(lái)很大的負(fù)擔(dān)，成為制約磷肥行業(yè)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵因素之一。加快磷石膏資源化綜合利用，是磷化工行業(yè)節(jié)能減排的重要任務(wù)，也是磷肥行業(yè)可持續(xù)發(fā)展的必然要求。根據(jù)“十一五”規(guī)劃要求，磷肥行業(yè)節(jié)能減排的目標(biāo)是：磷石膏年處理量超過(guò)10Mt，磷石膏綜合利用率提高到2010年的20％，到2011～2015年間，我國(guó)磷石膏綜合利用率再提高10個(gè)百分點(diǎn)，力爭(zhēng)達(dá)到30％。隨著國(guó)內(nèi)高濃度磷復(fù)肥產(chǎn)能的快速增長(zhǎng)，副產(chǎn)物磷石膏數(shù)量巨大、高度集中，堆置對(duì)環(huán)境的影響日益突出，同時(shí)也使得對(duì)磷石膏的資源化開發(fā)利用成為可能。對(duì)磷石膏資源的合理開發(fā)利用，有利于磷肥企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，對(duì)建設(shè)節(jié)約型社會(huì)、發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。 我國(guó)目前是世界第一大磷肥生產(chǎn)國(guó)，同時(shí)也是第一大磷石膏副產(chǎn)國(guó)。近年來(lái)，各企業(yè)在對(duì)磷石膏的治理和綜合利用方面進(jìn)行了積極的探索，魯北企業(yè)集團(tuán)等大力實(shí)施磷石膏綜合利用技術(shù)改造，目前已實(shí)現(xiàn)磷石膏的產(chǎn)銷平衡，消滅了渣堆。魯北企業(yè)集團(tuán)、貴州宏福實(shí)業(yè)開發(fā)總公司、貴州開磷（集團(tuán)）有限公司圍繞實(shí)施循環(huán)經(jīng)濟(jì)進(jìn)行了積極的探索，被國(guó)家發(fā)改委選為全國(guó)發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)試點(diǎn)單位。華贏磷酸有限公司、安徽銅化集團(tuán)、山東奧寶化工集團(tuán)公司等企業(yè)在磷石膏綜合利用方面都取得了一定的成績(jī)，創(chuàng)造了許多成功的經(jīng)驗(yàn)。 鑒于國(guó)內(nèi)外磷石膏資源化利用的成熟經(jīng)驗(yàn)和我國(guó)硫資源匱乏的現(xiàn)狀，利用磷石膏制硫酸聯(lián)產(chǎn)水泥技術(shù)曾經(jīng)是解決制約磷復(fù)肥發(fā)展的磷石膏問(wèn)題的有效辦法，它被認(rèn)為是資源綜合利用，發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)的示范項(xiàng)目。據(jù)中國(guó)化工礦業(yè)協(xié)會(huì)預(yù)測(cè)，2020年需硫21．0Mt。根據(jù)需求預(yù)測(cè)并考慮選礦損失，國(guó)內(nèi)現(xiàn)有硫鐵礦和伴生硫保有儲(chǔ)量的保證年限僅為16年，在國(guó)內(nèi)硫資源緊缺的情況下，磷石膏的資源化已成為一種必然選擇。鑒于國(guó)外磷石膏資源化利用的成熟經(jīng)驗(yàn)和我國(guó)硫資源匱乏的現(xiàn)狀，從循環(huán)經(jīng)濟(jì)的角度來(lái)審視磷石膏問(wèn)題，磷石膏就不再是一種污染物，而是一種很好的資源。從20世紀(jì)60年代開始，這一技術(shù)在我國(guó)化工部與建材部組織聯(lián)合工業(yè)化試驗(yàn)至今已有五六十年的歷史，經(jīng)過(guò)幾十年的研究和生產(chǎn)實(shí)踐，證明這一技術(shù)是成熟可行的。然而，工業(yè)生產(chǎn)中存在一定不足，導(dǎo)致這一技術(shù)未能擴(kuò)大推廣應(yīng)用。研究高硫煤還原分解磷石膏制高濃度SO2和CaO的技術(shù)，一方面CaO可作為生產(chǎn)水泥熟料的原料；另一方面分解產(chǎn)生的SO2可作為生產(chǎn)硫酸的原料氣。無(wú)論從解決磷石膏的環(huán)境污染問(wèn)題還是高硫煤燃燒產(chǎn)生的SO2污染問(wèn)題，或是解決磷肥工業(yè)的瓶頸問(wèn)題，本書的內(nèi)容都有重要的意義。

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