電石渣- 濕法脫硫存在的問題及優化運行

張國旺

（天津大沽化工股份有限公司，天津300455）

電石渣是電石水解產生的廢棄物，主要成分是Ca（OH）2，還含有SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaSO4等物質，廢棄的電石渣造成環境污染，用電石渣代替石灰石作為煙氣脫硫劑，既減少了電石渣漿的排放，又對鍋爐煙氣進行處理，去除煙氣中的SO2，達到以廢治廢的目的。

1 電石渣-濕法脫硫工作原理

電石渣—濕式脫硫系統主要設備由煙氣系統、吸收劑供應系統、循環系統、氧化系統和公用系統等組成。其主要工藝過程是將引風機排出的煙氣通過脫硫增壓風機升壓后，進入脫硫塔，在塔內煙氣與電石渣漿進行氣液逆向接觸，生成亞硫酸鈣，并進一步經過氧化風機送入的空氣的氧化生成硫酸鈣，再經過結晶生成石膏，脫硫生成的石膏漿液直接送往壓濾機處理。

主要化學反應式如下。

吸收反應：SO2+H2O→SO2-3+2H+

2 電石渣-濕法脫硫的工藝流程

2.1 基本流程

煙氣系統：引風機—電除塵器—增壓風機—原煙道—脫硫塔—濕電除塵器—凈煙道—煙囪；

電石渣漿系統：漿液罐—供漿泵—脫硫塔漿液池—石膏泵—回流罐—壓濾機；

脫硫塔系統：脫硫塔漿液池—循環泵—噴淋層—脫硫塔漿液池—石膏泵排出；

工藝水系統：工藝水箱—清水泵—除霧器沖洗（泵及管路沖洗）—地坑—地坑泵—排放。

2.2 脫硫塔工藝系統圖（見圖1）

3 電石渣-濕法脫硫主要存在的問題

3.1 電石渣的品質難以保證

圖1 脫硫塔工藝系統圖

電石渣是電石生成乙炔時的副產物，以Ca（OH）2為主，伴有很多雜質。由于原料配比、反應程度及儲存運輸等原因，導致電石渣漿液中存在許多雜質，如：焦炭，塑料袋，大顆粒物質等。這些雜質在脫硫運行中會造成漿液管路堵塞，脫硫設備及管路磨損等問題，嚴重影響脫硫裝置的穩定運行，縮短其運行周期；由于受化工負荷影響，電石渣漿的漿液濃度也不能得到有效保證。

3.2 噴漿管堵塞嚴重

噴漿管的作用是通過循環泵漿液管噴嘴將脫硫塔漿液池內的漿液呈霧狀噴出，與煙氣呈逆流狀態，增大漿液與煙氣的接觸面積。循環泵噴漿管呈枝杈狀分布，漿液通過主管路分流到各支管。由于電石渣漿液黏性大，隨著脫硫裝置的運行，電石渣漿液易結垢，運行一段時間后，電石渣漿就會在管路中沉積結晶，從而造成管路堵塞；同時，在脫硫運行時，漿液循環泵的停運檢修也會造成漿液不能完全排出，沉積結垢；這些情況日積月累就會造成噴漿管的嚴重堵塞，從而使脫硫效率大幅度降低。

3.3 除霧器沖洗水管斷裂

除霧器沖洗水的作用是用一定壓力的水將除霧器捕捉到的漿液沖回脫硫塔漿液池，保持除霧器的清潔，延長除霧器的運行周期。運行正常時，除霧器的沖洗周期應按照規定程序循環地進行沖洗。但是除霧器沖洗水管的材質是PPR，在運行中容易出現斷裂情況，影響除霧器的沖洗效果。

3.4 除霧器堵塞嚴重

脫硫塔除霧器的作用是除去煙氣中夾帶的漿液，防止漿液以小液滴的形態到達煙囪，排入大氣，形成石膏雨。除霧器有板式除霧器、屋脊式除霧器等，脫硫裝置應用除霧器是由上下兩層構成的板式除霧器，下層為粗分，葉片間隙30 mm；上層為細分，葉片間隙25 mm。除霧器葉片平行放置，煙氣可以順利通過。在除霧器內部，煙氣流動方向被改變，小液滴從煙氣中分離。在葉片上累積成液膜，液膜在重力和沖洗水的作用下，向下流動，回到脫硫塔的集液池。在運行中由于電石渣漿黏性大、附著力強，除霧器沖洗水有時不能將除霧器捕捉的小液滴全部沖洗干凈，造成除霧器局部堵塞，煙氣流速增加，煙氣中夾帶的漿液小液滴進一步增多，除霧器進一步惡化，最終造成除霧器嚴重堵塞，影響脫硫的長周期運行。

3.5 脫硫塔塔側攪拌器頻繁故障

塔側攪拌器的作用是攪拌脫硫塔漿液池內漿液，防止漿液在漿液池中沉淀，造成設備堵塞。塔側攪拌器均勻分布在脫硫塔上，攪拌器上配備機封，防止脫硫塔漿液池內漿液外流。由于接觸介質比較差，塔側攪拌器機封經常損壞，造成塔側攪拌器漏漿。機封損壞的塔側攪拌器只有在脫硫系統停運，脫硫塔漿液池排空后才能更換機封。如果脫硫繼續運行，漿液池內停運的塔側攪拌器處就會產生大量的漿液沉積，嚴重影響脫裝置硫的長周期運行。

4 電石渣-濕法脫硫的優化運行

針對脫硫系統存在的問題，在運行中經過逐漸摸索，通過技改技措、設備改造，解決了大部分脫硫運行中的難題，實現了脫硫裝置的長周期運行，做到與鍋爐同步檢修，杜絕由于脫硫裝置問題造成停爐檢修。

4.1 設置漿液過濾篩

由于電石渣漿本身雜質較多及廠區條件限制，漿液內雜物較多，不時會出現管路堵塞現象，針對這一現象，決定對電石渣漿來漿設置過濾裝置（過濾篩），定期清理過濾出的渣粒，保證漿液品質。其次，為保證漿液的濃度，在漿液罐處加裝漿液罐液位調節閥，提高漿液罐液位，使電石渣漿在漿液罐內靜止一段時間，漿液灌的上清液回流到回漿罐，從而提高漿液的濃度，保證脫硫效率。

4.2 噴漿管導零及脫硫塔停車時沖洗

在以往的脫硫運行中，停運脫硫時采用直接將漿液排空進行檢修的方式，造成循環泵出口噴漿管內有少許漿液殘留，殘留的漿液風干后很難沖洗干凈，風干的漿液不斷積累造成噴漿管堵塞，影響脫硫效率及脫硫裝置的長周期運行。為解決這一問題，在運行上對脫硫進行優化，脫硫裝置停車檢修前，先將脫硫塔漿液池內的電石渣漿排凈，再往脫硫塔漿液池內注入清水，開啟循環泵徹底將噴漿管路沖洗干凈；在脫硫大修時對噴漿管路加裝導管，將噴漿管內殘存的液體排凈，防止漿液沉積。

4.3 除霧器沖洗水改造

針對經常出現的除霧器沖洗水管斷裂情況，對除霧器沖洗水進行如下改造。

（1）適當降低除霧器沖洗水壓力。經過分析，除霧器沖洗水管頻繁斷裂與沖洗水壓力高有關，經過多次壓力及沖洗效果試驗，將沖洗水壓力降低了0.1 MPa，在保證沖洗效果的前提下，杜絕了沖洗水管斷裂的情況。

（2）調整現有除霧器沖洗水配置方式，減少總閥控制管路數量，降低水力沖擊產生的瞬間高壓值，防止水力沖擊將沖洗水管沖斷。

4.4 加裝集液環、改進沖洗方式

脫硫塔除霧器堵塞主要是由于煙氣分布不均，煙氣形成煙氣走廊，造成局部煙氣流速過快將漿液夾帶到除霧器，同時由于除霧器沖洗不足，最終造成除霧器大面積堵塞，影響脫硫運行周期，因此進行了如下改進。

（1）對除霧器沖洗水管進行改造，防止出現沖洗水管斷裂現象，造成沖洗不及時，從而堵塞除霧器。

（2）改進除霧器沖洗水沖洗程序，將原有的定期2 h 手動沖洗改造為自動循環沖洗（可根據需求調整沖洗時間和間隔時間），保證沖洗效果，防止堵塞除霧器。

（3）在脫硫塔內加裝集液環，均布煙氣，防止出現煙氣走廊，造成煙氣夾帶漿液增多，導致除霧器堵塞。

4.5 改塔側攪拌器為脈沖懸浮泵

由于電石渣漿品質問題，塔側攪拌器機封經常泄漏，造成塔側攪拌器停運，脫硫裝置運行時，無法對塔側攪拌器機封進行更換，因此，在一套脫硫裝置上試驗將4 臺塔側攪拌器改造為2 臺脈沖懸浮泵（開一備一）。在一臺脈沖懸浮泵故障時，運行另一臺脈沖懸浮泵，對故障的脈沖懸浮泵進行檢修。這樣既達到了攪拌漿液的目的，又能在脫硫裝置運行時檢修故障設備，保證的漿液池的攪拌效果，杜絕了漿液在脫硫塔內大面積沉積的現象。

5 結論

通過除霧器沖洗水、集液環、加裝過濾篩等改造，脫硫裝置在改造后的運行中，除霧器運行狀況良好，漿液池也未出現漿液沉積，噴漿管路未出現堵塞，脫硫效率完全達標，完成了脫硫裝置隨鍋爐同步檢修的目標，實現了脫硫的長周期運行。