电石渣脱硫工艺
专业论文电石渣烟气脱硫技术的研究与应用
电石渣烟气脱硫技术的研究与应用电石渣是电石水解获取乙炔气后产生的工业废渣。
1t电石水解后可生成1.15t 电石渣。
据统计，我国每年排放的电石渣在1000万吨以上，历年堆积的电石渣逾亿吨。
不仅占用大量土地，而且严重污染环境。
利用电石渣作为脱硫剂代替现有的石灰石---石膏脱硫，既解决了电石渣的利用问题，又降低了电厂脱硫成本，节约了石灰石资源；脱硫后形成的废渣（脱硫石膏）还可以代替天然石膏用于水泥生产的缓凝剂和建筑石膏或纸面石膏板，循环利用，符合国家循环经济政策。
1、现有电厂的脱硫方法目前，世界各国火电厂采用的烟气脱硫技术主要是湿法“石灰石一石膏”法(FGD)，其工艺流程是：图1 湿法“石灰石一石膏”烟气脱硫工艺流程图湿法“石灰石一石膏”烟气脱硫技术工作原理是：用磨细石灰石粉制备石灰石浆料，用石灰石浆料在吸收塔中清洗除尘烟气中的二氧化硫，先生成亚硫酸钙，亚硫酸钙再氧化，结晶成为细粉状的二水石膏浆体，经脱水处理成为含水约15%~20%的粉状石膏(称为“烟气脱硫石膏”)。
2、电石渣脱硫原理电石渣浆物理化学性质：微溶于水，强碱性，残留的乙炔气中混有CH4、H2S等气体，具有特殊难闻的臭味，杂质较多，主要是颗粒大小不等的焦炭和生石灰原料中的杂质，因此电石渣中的Ca(OH)2的纯度一般在65%～85%。
电石渣在脱硫系统中的化学反应过程：吸收反应：SO2+H2O＝H2SO3中和反应：H2SO3+Ca(OH)2＝CaSO3+2H2O氧化反应：2CaSO3+O2＝2CaSO4最终生成二水石膏浆体，经干燥脱水后，代替天然石膏用于水泥生产的缓凝剂。
3、电石渣脱硫方案在锅炉烟道出口与除尘器进口之间设置脱硫塔(增湿活化反应器)，在塔内进行脱除SO2反应。
将电石渣通过喷嘴喷射入脱硫塔，烟气由塔底进入。
工艺系统主要是由电石渣浆加料系统、流化床吸收塔、预除尘器、电除尘器反应塔，电石渣浆、SO2及水在反应塔里充分反应并干燥，反应产物从吸收塔上部随烟气流出在经预除尘器除尘，除下及回料系统组成。
本工程烟气脱硫工艺采用电石渣石膏法
电石渣是工业电石(CaC2)生产乙炔气时产生的废渣。
电石渣的主要成分是Ca(OH)2，还含有CaCO3、SiO2、硫化物、镁和铁等金属的氧化物、氢氧化物等无机物以及少量有机物。
据国家发展与改革委员会统计。
2006年国内共生产电石2000万吨,2007国内共生产电石3000万吨,按每耗1吨电石产生废渣1．2吨计算，每年产生的电石渣就达4000万吨。
这些废弃的电石渣不仅占用宝贵的土地资源，长时间堆放极易风干起飞灰，对周边环境及地下水污染很大，属于难以处理的工业废弃物。
循环利用电石渣生产电石用石灰,电厂脱硫用石灰,汚水净化用石灰,钢厂溶剂石灰，不仅可以减少电石废渣的堆放对周边环境及地下水污染问题，而且可以资源化利用电石渣中的Cao.本工程烟气脱硫工艺采用电石渣石膏法，脱硫剂为电石渣，Ca(OH)2有效含量按85%计。
其中，电石渣浆由渣浆泵通过管道输送到，电石渣浆储池贮存。
（1）脱硫工艺采用电石渣——石膏脱硫工艺，保证脱硫工艺的先进性和可靠性；（2）脱硫装置采用一炉二塔，每套脱硫装置的烟气处理能力为一台锅炉设计工况时的烟气量，脱硫效率按≥95%设计，满足环保总量控制要求、排放标准和设计指标；（3）脱硫系统不设置烟气旁路，以保证在发电机组的安全运行情况下脱硫装置100%的投入；吸收塔不影响锅炉的安全、稳定运行。
脱硫不降低机组的出力，不影响锅炉效率；（4）脱硫系统配置pH值、温度、压力、液位、浓度等参数的监测；（5）吸收塔顶部设计两层除雾器，保证出口烟气雾滴含量≤75mg/Nm3；（6）脱硫设备一般都按照年可运行时间按8000小时考虑；（7）FGD(烟气脱硫)装置可用率不小于95%；（8）脱硫装置因地制宜、合理布局，尽可能减小脱硫装置占地面积。
在脱硫系统布置中综合考虑了烟气脱硫装置的公共设施，相应降低了工程投资及运行费用；但是增加了我们的施工难度。
（9）脱硫岛主体装置寿命与锅炉使用寿命一致；（10）在满足除尘脱硫系统各项指标的前提下，节能降耗。
电石渣脱硫技术介绍
塔内氧化-钙基强碱-石膏湿法脱硫技术
2.吸收剂成分
序号 1 2 3 4 5
6 7
项目 氧化钙 氧化镁 二氧化硅 三氧化二铝 三氧化二铁
烧失量 杂质
符号 CaO MgO SiO2 Al2O3 Fe2O3
单位 % % % % %
% %
生石灰 ≥80 ＜2.8 ＜3 ＜1 ＜0.5
具有侧向斜切出口烟道、高效多级除雾器、特殊设计喷淋层、氧化自动隔 离器、射流搅拌系统等多项特点。 （3）运行控制专用软件
实现吸收塔内pH值、吸收剂浆液密度、脱硫效率和最优运行的自动控制。 （4）综合性
高脱硫效率、高适应性+低能耗、安全运行。
塔内氧化-钙基强碱-石膏湿法脱硫技术
优化控制软件
氧化空气
射流浆液注入 吸收剂
原系统问题
上海漕泾项目
（3）烟道和膨胀节腐蚀严重
烟道穿孔
烟道腐蚀情况
膨胀节腐蚀情况
塔内氧化-钙基强碱-石膏湿法脱硫技术
原系统问题
上海漕泾项目
（4）无法氧化造成脱水困难，运行条件恶劣
稀泥状脱水石膏
严重堵塞的压滤机
三 塔内氧化-钙基强碱-石膏湿法烟气脱硫装置开发的主要内容 系统现状
三 塔内氧化-钙基强碱-石膏湿法烟气脱硫装置开发的主要内容
塔内氧化-钙基强碱-石膏湿法脱硫技术
1.吸收剂 上海漕泾项目初始吸收剂为生石灰粉（主要成分为CaO），
运行中先行进行消化，制成熟石灰（Ca(OH)2）溶液后送入吸收 塔，其真正的吸收剂主要成分为Ca(OH)2。
CaO H2O CaOH 2
目前吸收剂改用电石渣粉，其由电石与水反应生成，其主要 成分同样为Ca(OH)2。
电石渣-石膏脱硫方案
本工程烟气脱硫工艺采用电石渣石膏法，脱硫剂为电石渣，Ca(OH)2有效含量按85%计。
其中，电石渣浆由渣浆泵通过管道输送到，电石渣浆储池贮存。
在满足环保排放标准和设计指标下，节能降耗，脱硫系统管理维护方便，整个系统设计紧凑，布局合理。
2.4总体性能要求✧SO2脱除效率：≥ 93 ％✧SO2排放浓度：≤400 mg/ Nm32.5 特点按照技术先进、工艺可靠、经济合理的原则确定，结合工程的具体情况，特点有：（1）脱硫工艺采用电石渣——石膏脱硫工艺，保证脱硫工艺的先进性和可靠性；（2）脱硫装置采用一炉一塔，每套脱硫装置的烟气处理能力为一台锅炉设计工况时的烟气量，脱硫效率按≥93%设计，满足环保总量控制要求、排放标准和设计指标；（3）脱硫系统设置100%烟气旁路，以保证脱硫装置在任何情况下不影响发电机组的安全运行；吸收塔不影响锅炉的安全、稳定运行。
脱硫不降低机组的出力，不影响锅炉效率；（4）脱硫系统配置pH值、温度、压力、液位、浓度等参数的监测；（5）吸收塔顶部设计两层除雾器，保证出口烟气雾滴含量≤75mg/Nm3；（6）脱硫设备年可运行时间按8000小时考虑；（7）FGD装置可用率不小于95%；（8）脱硫装置在尽量少改动和拆迁地面管道和地下设施的前提下，因地制宜、合理布局，尽可能减小脱硫装置占地面积。
浙江天蓝在脱硫系统布置中综合考虑了烟气脱硫装置的公共设施，相应降低了工程投资及运行费用；（9）脱硫岛主体装置寿命与锅炉使用寿命一致；（10）在满足除尘脱硫系统各项指标的前提下，节能降耗。
除尘脱硫系统管理维护方便。
整个系统设计紧凑，布局合理，占地面积小。
1.电石渣—石膏法工艺原理3.1 反应机理化学过程：1）吸收反应烟气与循环浆液在吸收塔内有效接触，循环浆液吸收掉大部分SO2，反应如下：SO2（g）<——> SO2（aq）SO2（aq）+H2O(l) <——>H++HSO3－<——>2 H++ SO32－石灰的溶解度是十分低的。
电石渣石膏法脱硫工艺介绍(石灰石-石膏法,电石渣-石膏法,石灰石-电石渣工艺对比,面临问题,学术研究)
电石渣本身为废弃物，实现以废制废。 不产生二次污染。
4、电石渣-石膏法面临问题及解决方案
1 电石渣为什么要预处理
2
设备磨损问题
3
除雾器堵塞问题
4
石膏氧化困难
5
石膏脱水困难
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问题1：电石渣为什么要预处理？
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1、石灰石-石膏法工艺介绍
❖ (4) 溶液中的离解、氧化 ❖ HCl → H+ + Cl❖ H2SO3 → H+ + HSO3❖ HSO3- → H+ + SO32❖ HSO3- + 1/2 O2 → HSO4❖ SO32- + 1/2 O2 → SO42- (部分) ❖ (5) 在液相中，CaCO3溶解与电离 ❖ CaCO3 → Ca2+ + CO32❖ CO32- + H2O → HCO3- + OH❖ HCO3- + H2O → H2CO3 + OH-
废水排放
❖ 为什么排放废水？
➢ 维持系统CL-平衡； ➢ 维持系统黑色物质平衡。
❖ 废水排放水量：
➢ 15-25t/h
❖ 废水处理系统
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天蓝公司为何能做出高品质电石渣石膏？
底流
氧化塔
吸收塔
顶流
废水
1.371（mg/L) 1.178（mg/L) 1.067（mg/L) 1.035（mg/L) 1.014（mg/L)
3、石灰石-电石渣工艺对比
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电石渣石膏法脱硫工艺介绍
电石渣石膏法脱硫工艺介绍
电石渣石膏法脱硫技术是通过加入一定数量的石灰和石膏，将烟气中的SO2 转化为硫酸盐并通过吸收剂吸收到石膏中而实现的一种脱硫技术。
其主要原理是在燃煤或燃油发电、化工、钢铁、石化等行业中产生的燃烧废气中，通过强制排空的方式将烟气与浸泡在水池内的含有碱性物质的石灰浆液分别混合，并通过反应产生与石膏固化的硫酸盐，从而实现对废气中SO2 的有效减排。
该工艺具有以下一些显著的优点与特点：
1.技术成熟：电石渣石膏法脱硫是一种相对成熟、实践经验丰富的废气脱硫技术，在国内外均有较广泛的应用。
2.去除效率高：通过该工艺处理废气，SO2 的去除率可以达到90% 以上，实现了较好的环保效果。
3.设备安装简单：相对于其他废气处理设备，电石渣石膏法脱硫设备不需要占地面积大，也不需要太过复杂的安装工作，因此其装配、维护等方面相对简单。
4.运营成本较低：该工艺所需要的主要原料为石灰和石膏，且这些物质的价格相对较低，可以大大降低运营成本。
5.具有良好的适应性：该工艺能够适用于不同类型的燃料，如燃煤、燃气、重油等，而且适应性强，不受温度和湿度等因素的限制，在各种环境气氛中均能稳定运作。
6. 具有循环利用的特点：通过该工艺所获得的石膏可以再用于建筑材料生产等领域，从而实现废弃物的循环利用。
总的来说，电石渣石膏法脱硫工艺具有操作简单、投资成本低、效果显著、稳定性强等特点，是目前废气治理技术中非常实用的一种。
脱硫工艺
电石渣法是将电石法制乙炔工艺中产生的电石渣及其清液用作脱硫剂，其吸收工艺流程与石灰石—石膏法相似。
该工艺不会产生温室气体—二氧化碳，是一个“以废治废”、电石渣无害化和资源化综合利用的环境友好型工艺。
由于电石渣本身是固体废弃物，相比较于石灰石，其价格低廉、脱硫活性较高，因此所需的液气比较低，相应的运行费用也明显降低。
白泥是造纸碱回收过程中产生的废渣，其主要成份为碳酸钙，并含有一定的碱，其反应原理与石灰石-石膏法工艺相似。
特点是由于白泥中含有残碱，其活性高于石灰石，所需的液气比略低于石灰石-石膏法，加上脱硫剂费用低，该工艺运行费用较低。
石灰石/石灰－石膏法以石灰石/石灰为原料，通过对循环液的浓度、酸碱度、钙硫比与氧化度的控制，使烟气中的SO2转变为石膏，同时可根据含硫量和烟气中烟尘的含量以及经济性来选择是否配套石膏的回收系统。
特点是脱硫剂来源广泛、价廉、无毒、运输方便，脱硫效率高，运行稳定，副产物回收技术成熟，回收成本低。
半干法半干法烟气脱硫工艺借鉴循环流化床的的工作原理，使吸收剂在反应器内以流态化方式多次循环，延长吸收剂与烟气的接触时间，从而大大提高吸收剂的利用效率，并提高脱硫效率。
其特点是流程简单、结构紧凑、投资低，适用于中低硫煤。
碱性废液法是以碱性废液为资源，实现“以废治废”应是所有脱硫工艺的首选。
如造纸或纺织印染企业产生的碱性废液就可用作脱硫吸收液，在碱性废液不足的情况下，可添加石灰石/石灰，碱性废液经脱硫后还可起到降低色度和COD值的作用。
氧化镁法用氧化镁熟化后生成的乳液作为吸收剂吸收SO2，针对脱硫产物的处理方法不同又可分为回收法和抛弃法。
抛弃法工艺流程简单，操作环境清洁，应用较多；回收法工艺流程复杂，能耗高，回收成本高，但能实现资源化利用。
双碱法是利用可溶性的碱性盐在塔内与SO2反应生成可溶性的酸式盐，在塔外添加钙基脱硫剂进行再生，并经过絮凝、沉淀、除渣等操作后将碱性清液返回吸收塔重新吸收SO2；脱硫渣或抛弃或经氧化生成二水石膏回收。
电石渣—石膏湿法烟气脱硫技术
电石渣—石膏湿法烟气脱硫技术摘要：某公司配套热电厂规模2×300MW能力，锅炉烟气未处理前SO2含量达2000mg/m3，年产生量为1360吨，烟气脱硫充分利用了上游电石制乙炔装置产生的废电石渣做为脱硫的原料，年消耗废电石渣17400吨，脱硫反应产生的石膏（42400吨/年）经干燥后送水泥厂做制造水泥的原料，真正实现了“低碳环保，循环经济”的理念。
关键词：电石渣—石膏；湿法；烟气；脱硫技术一、工艺原理乙炔（C2H2）是基本有机合成工业的重要原料之一，以电石（CaC2）为原料，加水（湿法）生产乙炔的工艺简单成熟，至今已有60余年工业史，目前在我国仍占较大比重。
1t电石加水可生成300多kg乙炔气，同时生成10 t含固量约12%的工业废液，俗称电石渣浆。
华塑公司采用干法乙炔工艺生产，其电石渣含水约5%。
在对乙炔气进行洗涤精制过程中产生的含有电石渣成分的浆液经配制后送热电厂做为烟气脱硫原料。
烟气自锅炉引风机后烟道引入吸收塔内，自下而上流动与喷淋层喷射向下的电石渣浆液滴发生反应，洗涤SO2、SO3、HF、HCl等有害气体。
由吸收塔循环泵将浆液向上输送到喷淋层，与浆液池中电石渣浆液混合。
从高效雾化喷嘴喷出的浆液在喷淋作用下形成很细的雾状液滴，在塔内产生高效充分的气-液-固接触。
在氧化塔中，氧化风机供给的空气通过布置在氧化塔内的曝气管道与洗涤产物在搅拌器的协助下进一步反应生成石膏（CaSO4·2H2O），石膏浆液通过石膏排出泵打入水力旋流器和真空皮带过滤机脱水，并在石膏烘干系统中烘干，使其含水率小于4%，然后通过石膏转运机送至石膏库房堆放。
反应过程：经过除尘烟气后进入吸收塔，在吸收塔吸收区内，烟气中的SO2被雾化的吸收剂浆液吸收生成CaSO3，Ca（OH）2 +SO2 =CaSO3·1/2H2O+1/2H2O，CaSO3·1/2H2O +1/2H2O+SO2 =Ca（HSO3）2并在吸收塔浆液池中被鼓入的氧化空气氧化生成石膏CaSO3·1/2H2O +3/2H2O +1/2O2 = CaSO4·2H2O。
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电石渣脱硫工艺
发布时间：2011-08-22
热电厂经过论证，认为利用电石渣作为锅炉脱硫剂是可行的，决定对脱硫系统进行改造。
改造后的脱硫系统，不再运用石灰石磨成粉末进行脱硫，而是利用化工厂产生的电石渣直接加入炉膛进行脱硫。
具体方案是，新上一套电石渣输送系统，电石渣经料斗、给料机、输送带、卸料器输送到给煤皮带，和煤一起进入炉内实现脱硫，采用变频器来控制电石渣量。
另外，在输送带上部装有电子皮带秤，用来计量物料。
1．利用电石渣脱硫的理论计算用量按照给煤含硫量2%，Ca、S摩尔比2.5计算，电石渣中含水、杂质比例35%（其中含水30%，杂质5%)，其余成分Ca(OH)2，按照全年总耗煤100万t量计算，需要消耗电石渣17.8万t。
2．脱硫试验为了验证脱硫效果，对四台正在运行的锅炉同时加电石渣进行脱硫试验，并选择了煤质和工况相对稳定的3天时间作为考核对象，以便于分析比较。
其中11日未加电石渣，12日与13日则按照一定的比例加入了电石渣。
3．数据分析(1)按照一定的比例加入电石渣，Ca、S摩尔比2.5左右时，脱硫效率可达到90%，能够将SO2的排放浓度降到国家环保要求的400mg/m3以下。
(2)锅炉效率与风机耗电量没有明显变化。
(3)锅炉的除尘器灰量、返料器放灰量、炉渣量都有所增加，三种灰渣的增加比例约为1:1:1，其中返料器放灰量增加幅度较大。
4．存在问题(1)由于电石渣中含水量较大，需加入大量的电石渣，造成锅炉返料器放灰量增多，炉膛差压较高，床温下降，负荷调整困难。
(2)电石渣的含水量较高，黏性较大，造成了锅炉给煤系统落料斗篷煤，易产生堵塞。
振动筛的筛分效率下降，环锤式破碎机的出
力增加。
5．建议(1)控制进厂煤的含硫量进厂煤的含硫量要控制在1.5％以下，加入的电石渣与入炉煤的比例可控制在15％以下。
(2)控制电石渣的含水量若电石渣中的水分控制在2 0％以下，电石渣的加入量相对减少20%，电石渣与入炉煤的比例可控制15％以内。
1．电石渣脱硫的方法是可行的，脱硫效果能够达到国家环保要求。
2．按照每年用煤炭100万t计算，可消耗近20万t电石废渣。
开发对废电石渣的综合利用，减少了环境污染，并为以废治废开辟了新的途径。
3．电石渣脱硫工艺简单，只需一套给料和输送设备，投资小，技术可靠，便于调控。
降低了热电厂的生产成本。
4．电厂电石渣作为脱硫剂运用于循环流化床锅炉脱硫工艺是经济、可行的，具有一定
的推广意义。
电石渣的主要成分：。