柠檬酸对石膏结晶特性的影响

通过石膏成核试验和晶体生长试验,探索柠檬酸对脱硫石膏晶体品质的影响原理,有利于脱硫石膏高品质资源化利用。石膏晶体成核试验表明,柠檬酸延长结晶诱导时间,抑制了成核速率。空白工况下过饱和比为2.3时诱导时间为38 min,过饱和比越小,柠檬酸对诱导时间的延长作用越明显,柠檬酸的成核抑制指数越大。不同过饱和比下,柠檬酸导致石膏结晶诱导时间延长4.8~6.9倍,石膏结晶成核抑制指数分布在76.1%~89.6%。柠檬酸抑制石膏晶体的成核过程。脱硫石膏晶体生长试验表明,空白工况下石膏晶体的中值粒径为39.738μm,添加柠檬酸工况,石膏粒径增大了79.28%。同时添加柠檬酸和晶种工况,石膏粒径比空白工况样品增大了288.66%。形貌分析表明,添加柠檬酸后,石膏晶体长度减小,宽度增加,石膏呈现短柱状。同时添加晶种和柠檬酸时,石膏晶体生长更粗壮,出现叠层状结构。柠檬酸中的羧基基团对Ca^(2+)的吸附作用,使石膏由细针状转化为短柱状。因此,柠檬酸抑制石膏晶体成核过程,促进石膏晶体短柱状生长,提高了石膏品质。

循环冷却水阻垢剂对脱硫石膏成核过程的影响

全厂废水零排放背景下,阻垢剂随循环排污水进入脱硫系统会阻碍石膏正常结晶。对不同阻垢剂工况进行石膏结晶实验,探究阻垢剂性能对石膏结晶成核特性的影响规律。结果表明:阻垢剂能够延长石膏结晶诱导时间,抑制石膏成核,阻垢剂质量浓度越高,石膏成核越困难;阻垢剂质量浓度为10 mg/L时,石膏结晶诱导时间增加17%~48%,成核抑制指数在7%~17%;阻垢剂F的成核抑制指数最小,其抑制成核作用最弱;添加阻垢剂D后的石膏晶体呈现片状,说明阻垢剂D的络合及分散性能强,严重抑制了石膏成核,添加阻垢剂F后的石膏晶体呈现粘连片状及针状,说明阻垢剂F的畸变性能强,成核受影响程度较低;石膏在结晶后加入阻垢剂的样品形貌表明,阻垢剂F的畸变性能最强;畸变性能强的阻垢剂对石膏成核过程抑制作用弱,成核抑制指数小,更适合全厂废水零排放背景下脱硫安全运行要求。

不同阻垢剂官能团对脱硫石膏结晶的影响

为评价不同循环水阻垢剂成分对脱硫石膏品质的作用,选用含特定官能团的6种单一成分阻垢剂进行成核试验和生长试验,研究其对石膏结晶过程的影响。成核试验中,含磺酸基阻垢剂使石膏结晶诱导时间缩短3.2%,磺酸基提高硫酸钙过饱和度,有利于石膏成核。含膦酸基和羧基阻垢剂使石膏结晶诱导时间延长6.5%~45.2%,抑制石膏成核。生长试验中,含磺酸基阻垢剂使石膏粒径减小30.3%,细碎石膏结晶增多。含膦酸基和羧基阻垢剂使石膏粒径增大21.5%~72.6%,石膏形貌发生畸变,出现片状孪晶。膦酸基和羧基主要通过吸附作用使石膏特定位置生长速率改变,使石膏发生畸变,有利于石膏生长。因此,含羧基官能团的阻垢剂对石膏品质负面影响最小,更适合作为全厂废水零排放背景下的循环水阻垢剂。