銅冶煉行業(yè)大都以硫化礦為原料,在熔煉、吹煉、精煉等過程中煙氣里均含有大量的SO2和SO3氣體。煙氣中的SO3易與水蒸氣結(jié)合形成硫酸霧,當溫度低于其露點時冷凝下來對煙道、余熱鍋爐、收塵系統(tǒng)等冶煉設備造成嚴重腐蝕。目前,有關控制煙氣中SO3濃度的研究多集中于SO2濃度較低的燃煤電廠領域,且最終的解決方案是將SO2和SO3作為硫污染物一并除去。而銅冶煉煙氣由于SO2濃度非常高,因此需要在保留煙氣中SO2進行后續(xù)制酸的情況下選擇性地降低SO3濃度,從而減少其對煙氣處理設施產(chǎn)生的危害,是目前整個銅冶煉行業(yè)亟需解決的問題。為此本文提出向煙道內(nèi)噴吹黃鐵礦、黃銅礦,通過它們的分解與氧化反應消耗煙道中的O2來抑制SO3生成,從而達到降低煙氣中SO3濃度的目的。本文重點對銅冶煉煙道體系下SO3的生成條件、噴吹黃鐵礦、黃銅礦控制SO3濃度過程中的熱力學和動力學問題進行了研究。首先,通過FactSage 7.2軟件的Reaction、Equilib和PhaseDiagram等模塊進行煙道內(nèi)各反應的熱力學研究。將吉布斯自由能計算結(jié)果與多元多相熱力學平衡圖結(jié)合分析,探究溫度、煙氣組分等條件對煙氣中SO3濃度的影響...

【文章頁數(shù)】：97 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 銅冶煉工藝
        1.1.1 火法煉銅
        1.1.2 銅的熔煉
    1.2 銅冶煉煙氣中SO₃的生成過程
    1.3 三氧化硫的危害與治理現(xiàn)狀
        1.3.1 銅冶煉煙氣中SO₃的危害
        1.3.2 銅冶煉煙氣中SO₃治理現(xiàn)狀
    1.4 SO₃的收集與檢測
        1.4.1 SO₃的收集
        1.4.2 SO₃的檢測
    1.5 課題的來源及意義
        1.5.1 課題的來源
        1.5.2 課題的意義
    1.6 課題的研究思路及創(chuàng)新點
        1.6.1 研究思路
        1.6.2 主要創(chuàng)新點
第2章 實驗設備原料和研究測試方法
    2.1 實驗設備
    2.2 實驗原料與藥品
    2.3 研究測試方法
        2.3.1 熱力學軟件介紹
        2.3.2 實驗平臺及操作流程
        2.3.3 SO₃的收集與檢測
        2.3.4 其他分析手段
第3章 銅冶煉煙氣及SO3抑制劑的熱力學研究
    3.1 熱力學平衡模型
    3.2 溫度的影響
        3.2.1 溫度對煙氣組分的影響
        3.2.2 溫度對SO₃生成率的影響
    3.3 煙氣組分對平衡時SO₃影響
        3.3.1 O₂和SO₂組分對平衡時SO₃的影響
        3.3.2 H₂O和CO組分對平衡時體系中SO₃含量的影響
    3.4 氧氣對SO₃的影響
        3.4.1 不同溫度下SO₃含量隨O2的變化
        3.4.2 SO₃含量與O₂含量的定量分析
    3.5 體系條件下黃鐵礦、黃銅礦對煙道中SO₃生成的影響
        3.5.1 吉布斯自由能的計算
        3.5.2 黃鐵礦對SO₃的抑制效果
        3.5.3 黃銅礦對SO₃的抑制效果
    3.6 抑制劑對熔池熔煉的影響
        3.6.1 抑制劑副產(chǎn)物對熔渣的影響
        3.6.2 抑制劑副產(chǎn)物對熔點的影響
        3.6.3 抑制劑副產(chǎn)物對黏度的影響
    3.7 本章小結(jié)
第4章 SO₃抑制劑的動力學實驗
    4.1 實驗系統(tǒng)及分析方法
        4.1.1 熱重實驗系統(tǒng)
        4.1.2 抑制劑基礎特性
        4.1.3 實驗過程
    4.2 抑制劑的熱分析結(jié)果
        4.2.1 實驗條件
        4.2.2 黃鐵礦熱分析結(jié)果
        4.2.3 黃銅礦熱分析結(jié)果
    4.3 抑制劑氧化熱分解的動力學模型
        4.3.1 機理函數(shù)的確定
        4.3.2 黃鐵礦的動力學函數(shù)
        4.3.3 黃銅礦的動力學函數(shù)
    4.4 升溫速率對抑制劑氧化分解的影響
        4.4.1 不同升溫速率下的熱分析結(jié)果
        4.4.2 不同升溫速率下氧化分解的動力學參數(shù)
    4.5 粒度對抑制劑氧化分解的影響
        4.5.1 不同粒度黃鐵礦的熱分析結(jié)果
        4.5.2 不同粒度下下氧化分解的動力學參數(shù)
    4.6 氧濃度對抑制劑氧化分解的影響
        4.6.1 不同氧濃度下的熱分析結(jié)果
        4.6.2 不同氧濃度下氧化分解的動力學參數(shù)
    4.7 本章小結(jié)
第5章 SO₃抑制效果的實驗研究
    5.1 抑制劑加入量的影響
        5.1.1 不同SO₂初始濃度
        5.1.2 不同O₂初始濃度
        5.1.3 不同SO₃初始濃度
    5.2 抑制劑效果分析
        5.2.1 不同SO₂初始濃度
        5.2.2 不同O₂初始濃度
        5.2.3 不同SO₃初始濃度
    5.3 本章小結(jié)
第6章 結(jié)論
參考文獻
致謝
攻讀碩士學位期間主要研究成果
作者簡歷



本文編號：3791717