《軟錳礦乾法煙氣脫硫基礎研究》是依託中南大學，由李運姣擔任項目負責人的專項基金項目。
基本介紹
- 中文名：軟錳礦乾法煙氣脫硫基礎研究
- 項目類別：專項基金項目
- 項目負責人：李運姣
- 依託單位：中南大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
針對我國火電等行業煙氣污染嚴重，現行脫硫技術存在經濟效益低和二次污染嚴重等不足，將能源、冶金和環境等學科交叉融合，提出軟錳礦乾法煙氣脫硫新思路，借MnO2的多孔結構和氧化性以及SO2的還原性，在MnO2與SO2發生氣固氧化還原反應之時，實現MnO2→MnSO4的原位定向轉化，一步達到煙氣脫硫和軟錳礦定向還原兩個目的。通過熱力學研究，建立Me-S-O系平衡圖，查明不同條件下，錳、鐵氧化物及其硫酸鹽的穩定區，找出MnO2→MnSO4 轉化的有利條件；利用軟錳礦的晶體結構和表面化學研究，查明錳、鐵氧化物的微觀與巨觀結構特徵及其吸附特性；基於軟錳礦與SO2 的氣固反應動力學研究，查明脫硫反應機理以及MnO2→MnSO4定向轉化機制，找出強化脫硫反應的有效措施，並初步開發出軟錳礦乾法煙氣脫硫新技術。本項目以廢氣提錳，以錳礦治廢，實現提錳與治廢經濟效益雙高，對能源、環境及冶金行業具有重要意義。
結題摘要
煙氣脫硫是防治大氣污染的重要手段。現行工業脫硫技術，如石灰石-石膏法和軟錳礦漿法，存在經濟效益低和二次污染嚴重等不足。本項目通過熱力學計算，繪製了不同溫度下Mn-S-O系熱力學平衡圖，查明了不同條件下，Mn-S-O系中錳氧化物及其硫酸鹽的穩定區，找出了脫硫過程實現MnO2→MnSO4 轉化的有利條件，從熱力學角度分析了採用天然錳氧化物進行煙氣脫硫的可能性。結合天然錳氧化物中氧化鐵雜質含量較高的特性，進一步繪製了Mn-S-O系和Fe-S-O系熱力學平衡圖的疊加圖，根據Fe2O3和MnSO4的共存區域，提出了利用天然錳氧化物進行煙氣脫硫，使錳選擇性還原成硫酸錳的技術路線。採用XRD和SEM/EDX等技術對軟錳礦脫硫過程中Mn、Fe、S的行為及其形態轉變進行了研究，發現脫硫過程主要發生氧化錳與SO2的硫酸化反應，Fe基本上不與SO2作用，同時證實了軟錳礦的多孔特性。利用固定床反應器考察了反應溫度、礦石粒度等條件對氧化錳礦脫硫過程的影響，發現溫度對脫硫過程影響較大，在300~500°C範圍內，脫硫率隨著反應溫度的提高先是增大而後降低，在400℃時達到最大值；礦石粒度對軟錳礦煙氣脫硫過程具有一定的影響，粒度過大對脫硫不利。在較寬的溫度範圍內，利用軟錳礦脫硫能夠將煙氣中的SO2脫除到小於0.5 ppm的水平，脫硫尾氣可達到排放要求。 本項目的研究從理論和實踐證實了天然軟錳礦煙氣脫硫並製備硫酸錳的熱力學可能性及技術可行性，可為含硫煙氣的治理提供一條新的技術路線，同時對天然低品位錳氧化物的資源化高效利用開闢一條新的技術途徑，具有較大的潛在套用價值，值得進一步進行深入細緻的機理研究。
