電石渣在石膏法煙氣脫硫中的應(yīng)用

張?jiān)隼瑮?林

（新疆天業(yè)集團(tuán)有限公司，新疆 石河子 83200）

近年來燃煤電站發(fā)展迅速，煤炭資源日益緊張，環(huán)保政策和標(biāo)準(zhǔn)的進(jìn)一步嚴(yán)格，給各個(gè)燃煤電廠的運(yùn)行成本造成了不同程度的壓力，利用傳統(tǒng)的石灰石作為煙氣脫硫的脫硫劑，增加了企業(yè)的運(yùn)行成本。新疆天業(yè)集團(tuán)有限公司和浙江大學(xué)合作，利用聚氯乙烯生產(chǎn)過程中產(chǎn)出的電石渣作為脫硫劑，在本企業(yè)4×135 MW和2×300 MW機(jī)組上得到了成功應(yīng)用，大大降低系統(tǒng)的運(yùn)行成本。

1 濕法脫硫中的脫硫劑對(duì)比和制取

成品石灰石粉（325目）價(jià)格昂貴，同時(shí)，石膏下游的市場(chǎng)份額很小，為此，給各個(gè)電廠帶來的成本壓力非常大。為了從源頭上降低運(yùn)行成本，很多企業(yè)進(jìn)行技術(shù)改造使用更加廉價(jià)的電石渣作為脫硫劑，實(shí)現(xiàn)了以廢治廢的目標(biāo)。

1.1 系統(tǒng)配置

新疆天業(yè)集團(tuán)利用電石渣作為脫硫劑，系統(tǒng)配置包括：1套上料斗、2條稱重皮帶、1臺(tái)打散機(jī)、1座化漿池、3臺(tái)化漿泵、1臺(tái)滾筒篩、1座中間池、2臺(tái)中間泵、1臺(tái)均質(zhì)器、1座成品儲(chǔ)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(shí)，停留在空氣中的時(shí)間太長會(huì)在表面形成一層碳酸鈣，根據(jù)電石渣的以上特性，在上料斗的兩邊加裝振打器和料斗內(nèi)部貼裝光滑材料，保證電石渣下料通暢和系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行，同時(shí)，減輕了操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。

打散機(jī)的作用是為了破碎在電石生產(chǎn)過程沒有反應(yīng)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(zhì)進(jìn)入系統(tǒng)的設(shè)備。

利用電石作為脫硫劑時(shí)，要注意電石渣在化漿池中的停留時(shí)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(huì)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(guān)鍵是預(yù)處理，如果處理不好，系統(tǒng)很難長期穩(wěn)定運(yùn)行，脫硫效率也會(huì)逐步下降，管道堵塞和設(shè)備磨損急劇加快。

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

2 系統(tǒng)的優(yōu)化配置和節(jié)能操作措施

利用電石渣作為脫硫劑和石灰石做脫硫劑時(shí)系統(tǒng)配置不同，主要由于電石渣中其他成分的影響。系統(tǒng)配置多了1套塔外氧化裝置，其作用是為了防治系統(tǒng)中利用電石渣作為脫硫劑時(shí)，電石渣中的硫離子在系統(tǒng)中的存在和累計(jì)，在塔內(nèi)硫離子很難被氧化，這是因?yàn)槠湟趐H值較低的環(huán)境中才能被氧化，所以，電石渣脫硫增設(shè)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(yīng)用未脫硫的原煙氣10%進(jìn)入氧化塔上部安裝的鼓泡裝置來實(shí)現(xiàn)。吸收塔的部分漿液通過循環(huán)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(shè)在埋沒鼓泡裝置下部鼓氣系統(tǒng)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(dòng)設(shè)備的配置和吸收塔塔一樣，都是4臺(tái)側(cè)式攪拌器，同時(shí)，每個(gè)塔都設(shè)置有氧化風(fēng)，保證系統(tǒng)各個(gè)環(huán)節(jié)對(duì)氧化風(fēng)的需求。各個(gè)系統(tǒng)的控制指標(biāo)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(yōu)化操作方案

根據(jù)系統(tǒng)的現(xiàn)有氧化塔的配置，整個(gè)系統(tǒng)在操作方面的進(jìn)行了優(yōu)化。當(dāng)氧化塔短時(shí)間停運(yùn)時(shí)，循環(huán)泵的運(yùn)行電流比較高，在56～60 A（6 kV高壓電機(jī)）之間波動(dòng)，這是由于系統(tǒng)的密度在出石膏前后變化比較大，此問題對(duì)系統(tǒng)的運(yùn)行一般不會(huì)有很大影響，但是從節(jié)能的方面考慮，損失比較大。

根據(jù)以上配置氧化塔的工藝來操作，系統(tǒng)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(wěn)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(jīng)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(tǒng)工作的同時(shí)，達(dá)到了提濃的目的。經(jīng)過此方案的調(diào)整，系統(tǒng)中每臺(tái)循環(huán)泵的電流變化甚微，運(yùn)行電流大幅度地降低，從接近60 A降至50 A（6 kV高壓電機(jī)），起到了一定的節(jié)能作用。由于大顆粒的物質(zhì)和石膏晶體不在系統(tǒng)中大量循環(huán)，對(duì)系統(tǒng)的磨損大大減弱。脫硫工藝選用的循環(huán)泵的材質(zhì)是合金的，到目前為止，運(yùn)行接近兩年，尚未進(jìn)行更換；管道采用的是襯塑管線，也沒有出現(xiàn)泄漏現(xiàn)象。

在原系統(tǒng)工藝運(yùn)行不變的情況下，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化操作，即節(jié)省了運(yùn)行成本，設(shè)備的磨損率也大大降低。

在脫硫的廢水處理系統(tǒng)中，關(guān)鍵的一步是調(diào)節(jié)pH值，大多數(shù)工藝都是另成系統(tǒng)，單獨(dú)地設(shè)計(jì)加藥裝置，但是，從濕法脫硫的整個(gè)工藝來看，系統(tǒng)本身就有堿性漿液的存在，所以，可以優(yōu)化操，利用大系統(tǒng)中的堿性漿液進(jìn)行調(diào)節(jié)廢水的pH值，不需要另設(shè)系統(tǒng)。

電石渣濕法脫硫中，都設(shè)置有成品漿液罐，采用頂式攪拌器，使?jié){液不沉淀。利用此成品漿液罐的上部清液來調(diào)節(jié)廢水系統(tǒng)的pH值，既起到了調(diào)節(jié)作用，也少加廢水系統(tǒng)中渣的量，采用一種簡單的虹吸原理就可以實(shí)現(xiàn)，不需要增加動(dòng)力設(shè)備和控制系統(tǒng)。

由于濕法煙氣脫硫系統(tǒng)中的主要介質(zhì)是漿液，對(duì)各個(gè)環(huán)節(jié)的漿液的特性和組分分析，是把系統(tǒng)做到完善的必要條件。盡管濕法煙氣脫硫技術(shù)在環(huán)保和節(jié)能降耗方面均能帶來一定的效益，但需要改進(jìn)和優(yōu)化的方面還很多。