摘要本文提出了一种用微波加热精炼炉渣制作脱硫剂处理低浓度烧结烟气的新方法。从试验结果看，微波加热精炼炉渣制作脱硫剂是可行的，脱硫率最高为50．8％。精炼炉渣作为烧结烟气脱硫剂将具有良好的经济效益和环境效益。

关键词微波脱硫剂烟气

1 前言

  烟气中的二氧化硫是造成大气污染的主要污染物，其大量排放将制约社会和经济的可持续发展。目前，对烟气中二氧化硫的治理有多种方法，包括干法、湿法、半干法半湿法。其中以湿式石灰石一石膏法、喷雾干燥法等最为常用。采用的吸收剂主要有CaO、CaCO₃、Na₂CO₃等，少量采用废渣、废液等。从工艺、设备及吸收剂的投资成本分析，采用废渣作为烟气的吸收剂和干法流程具有很好的前途和竞争力。本试验主要探索利用精炼炉渣作为原料在微波加热下制作脱硫剂，用于处理低浓度烧结烟气(S02+NOx<200 ppm)的可能性。

2试验方法及内容

2．1试验装置

  如图l所示，试验装置主要由电阻炉、烟气分析仪和吸收塔等组成。试验中吸收剂的用量为0．5 kg，气体流速控制在1．0 L／min，吸收剂温度控制在80～120℃。

2．2试验用料

    本试验采用铁矿石和煤作为产生烟气的物料，将其混合后在电阻炉中燃烧，以模拟低浓度烧结烟气。经多次试验，最终确定所用煤和铁矿石的质量比为8：5(质量为1 300 g)时，产生的烟气浓度能满足试验所要求的范围。试验中所用精炼炉渣的化学成分列于表1，从表可以看出，精炼炉渣中含有大量的碱性氧化物，因此具有脱硫潜力。

2．3  吸收剂制备

    在精炼炉渣粉中加适量水调均，将其装入成型设备中，制成O～4 mm、4～8 mm两种不同粒径的样品；然后将成型后的样品放人微波装置中，经微波加热1～2 min后取出，即制成吸收剂。

2．4均匀试验设计

    以脱硫率为评价目标，研究微波功率，辐射时间、样品粒径三个因素的影响。综合考虑，决定采用均匀试验设计(3因素2水平)。试验设计表如表2所示。

3结果与分析

3．1试验结果

    将吸收剂装入吸收塔内，通入低浓度烧结烟气进行脱硫，然后测定进出口烟气中SO2的平均浓度，计算其脱除率，试验结果列于表3。从表3可以看出，脱硫率均在49％以上，在微波功率为132～264 w时，随功率增大，时间延长，脱硫率有较大的提高。

3．2微波加热前后吸收剂的微观分析

    在6种吸收剂中选出2种吸收剂样品和精炼炉渣原样品进行表面微区形貌分析，如图2所示。从图2可以看出，精炼炉渣原样品(a)表面光滑平整，孔隙细小，这种表面结构使得其比表面积较小。微波加热后的吸收剂(样品2)，表面变粗糙，呈凹凸状，孔成为狭缝，并向里延伸，其比表面积变大，这对吸附烟气中二氧化硫是非常有利的。而吸收剂样品6的热处理程度更深，因而其表面形貌的变化更加显著一些，为脱硫提供了更好的条件。因而，样品6具有比样品2更强的脱硫能力。

4结论

    1)从试验可以看出，以精炼炉渣为原料经微波加热后作为烧结烟气脱硫剂是可行的。由于试验所处理的SO₂烟气浓度在100 ppm以下，因此脱硫率达到49％以上还是较为可观的。

    2)在一定范围内，较高的微波功率和较长的辐射时间加热的吸收剂具有较强的脱硫能力。用精炼炉渣制作低浓度烧结烟气脱硫剂具有“以废治废”、成本低、经济实用等特点。

                                                                                           (1．北京科技大学冶金与生态学院2．辽宁科技大学材料科学与工程学院)