電石渣在石膏法煙氣脫硫中的應用

張增利，楊 林

（新疆天業集團有限公司，新疆 石河子 83200）

近年來燃煤電站發展迅速，煤炭資源日益緊張，環保政策和標準的進一步嚴格，給各個燃煤電廠的運行成本造成了不同程度的壓力，利用傳統的石灰石作為煙氣脫硫的脫硫劑，增加了企業的運行成本。新疆天業集團有限公司和浙江大學合作，利用聚氯乙烯生產過程中產出的電石渣作為脫硫劑，在本企業4×135 MW和2×300 MW機組上得到了成功應用，大大降低系統的運行成本。

1 濕法脫硫中的脫硫劑對比和制取

成品石灰石粉（325目）價格昂貴，同時，石膏下游的市場份額很小，為此，給各個電廠帶來的成本壓力非常大。為了從源頭上降低運行成本，很多企業進行技術改造使用更加廉價的電石渣作為脫硫劑，實現了以廢治廢的目標。

1.1 系統配置

新疆天業集團利用電石渣作為脫硫劑，系統配置包括：1套上料斗、2條稱重皮帶、1臺打散機、1座化漿池、3臺化漿泵、1臺滾筒篩、1座中間池、2臺中間泵、1臺均質器、1座成品儲罐及管線閥門若干。

1.2 操作方案

由于含水為23%～26%的電石渣黏性非常大，同時，停留在空氣中的時間太長會在表面形成一層碳酸鈣，根據電石渣的以上特性，在上料斗的兩邊加裝振打器和料斗內部貼裝光滑材料，保證電石渣下料通暢和系統穩定運行，同時，減輕了操作人員的勞動強度。

打散機的作用是為了破碎在電石生產過程沒有反應完全的熟石灰以及電石渣暴露在空氣中形成的碳酸鈣硬顆粒，防止大顆粒難溶性物質進入系統的設備。

利用電石作為脫硫劑時，要注意電石渣在化漿池中的停留時間，一般為30 min，為的是電石渣能夠充分地溶解，電石渣漿液密度為1.06～1.10 g/cm3，如溶解不充分，2 mm的滾筒篩會過濾出大量沒有溶解的電石渣顆粒。

高速剪切的均值器的目的是為了使電石渣中大分子打碎，形成顆粒度更小的電石渣漿液，保證脫硫劑在吸收塔的消溶性。

電石渣作為脫硫劑的關鍵是預處理，如果處理不好，系統很難長期穩定運行，脫硫效率也會逐步下降，管道堵塞和設備磨損急劇加快。

利用石灰石作為脫硫劑時，操作步驟與電石渣相同，但是石灰石的原粉價格非常高，二者比較，參照其他利用石灰石企業的情況，利用電石渣的處理費用僅為購買石灰石的1/3。電石渣品質設計要求為，CaCO3含量 20.56%；Ca（OH）2含量 72.66%；黑色黏稠物質含量4%；電石渣含水率22%。

2 系統的優化配置和節能操作措施

利用電石渣作為脫硫劑和石灰石做脫硫劑時系統配置不同，主要由于電石渣中其他成分的影響。系統配置多了1套塔外氧化裝置，其作用是為了防治系統中利用電石渣作為脫硫劑時，電石渣中的硫離子在系統中的存在和累計，在塔內硫離子很難被氧化，這是因為其要在pH值較低的環境中才能被氧化，所以，電石渣脫硫增設了塔外氧化裝置。

2.1 工藝敘述

氧化塔降低pH值的方法是應用未脫硫的原煙氣10%進入氧化塔上部安裝的鼓泡裝置來實現。吸收塔的部分漿液通過循環漿液管路引到氧化塔中，氧化塔的液位是恒定的，通過溢流的形式回到吸收塔，氧化塔的溢流高度一般設在埋沒鼓泡裝置下部鼓氣系統5 mm，這樣，可以有效地吸收原煙氣中的SO2來降低氧化塔中的pH值，氧化塔動設備的配置和吸收塔塔一樣，都是4臺側式攪拌器，同時，每個塔都設置有氧化風，保證系統各個環節對氧化風的需求。各個系統的控制指標如下：（1）吸收塔漿液濃度控制為 1.08 g/cm3以下，pH 值控制為 5.0～5.5；（2）氧化塔漿液濃度控制為1.12 g/cm3以下，pH值控制為4.6～5.0。

2.2 優化操作方案

根據系統的現有氧化塔的配置，整個系統在操作方面的進行了優化。當氧化塔短時間停運時，循環泵的運行電流比較高，在56～60 A（6 kV高壓電機）之間波動，這是由于系統的密度在出石膏前后變化比較大，此問題對系統的運行一般不會有很大影響，但是從節能的方面考慮，損失比較大。

根據以上配置氧化塔的工藝來操作，系統中的大量石膏漿液被提濃到了氧化塔中，吸收塔的密度比較穩定，也比較低，一般為1.04～1.06，氧化塔中的密度變化比較快。來自吸收塔的漿液經過氧化塔之后，大顆粒和其他晶體沉淀在氧化塔中，而輕組分從上部的溢流裝置溢流到了吸收塔中，吸收塔的密度變化范圍很小，而氧化塔的密度變化比較大，這樣，在不影響原來系統工作的同時，達到了提濃的目的。經過此方案的調整，系統中每臺循環泵的電流變化甚微，運行電流大幅度地降低，從接近60 A降至50 A（6 kV高壓電機），起到了一定的節能作用。由于大顆粒的物質和石膏晶體不在系統中大量循環，對系統的磨損大大減弱。脫硫工藝選用的循環泵的材質是合金的，到目前為止，運行接近兩年，尚未進行更換；管道采用的是襯塑管線，也沒有出現泄漏現象。

在原系統工藝運行不變的情況下，對系統進行優化操作，即節省了運行成本，設備的磨損率也大大降低。

在脫硫的廢水處理系統中，關鍵的一步是調節pH值，大多數工藝都是另成系統，單獨地設計加藥裝置，但是，從濕法脫硫的整個工藝來看，系統本身就有堿性漿液的存在，所以，可以優化操，利用大系統中的堿性漿液進行調節廢水的pH值，不需要另設系統。

電石渣濕法脫硫中，都設置有成品漿液罐，采用頂式攪拌器，使漿液不沉淀。利用此成品漿液罐的上部清液來調節廢水系統的pH值，既起到了調節作用，也少加廢水系統中渣的量，采用一種簡單的虹吸原理就可以實現，不需要增加動力設備和控制系統。

由于濕法煙氣脫硫系統中的主要介質是漿液，對各個環節的漿液的特性和組分分析，是把系統做到完善的必要條件。盡管濕法煙氣脫硫技術在環保和節能降耗方面均能帶來一定的效益，但需要改進和優化的方面還很多。