电石渣-石膏法烟气脱硫技术

第２６卷第５期２０１０年９月电站系统工程ＰｏｗｅｒＳｙｓｔｅｍＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＶｒ０１．２６Ｎｏ．５６５

文章编号：１００５－００６Ｘ（２０１０）０５－００６５—０２电石渣一石膏法烟气脱硫技术内蒙古电力科学研究院禾志强韩秀峰祁利明

摘要：石灰石一石膏法烟气脱硫技术是目前最为成熟、有效的工业脱硫技术，但石灰石耗量巨大，因此寻求更为廉价易得的脱硫吸收剂就成为研究热点。电石渣是化工生产的工业废弃物，主要成分为Ｃａ（ＯＨ）２．以电石渣为脱硫吸收荆，能够有效替代石灰石．脱硫效率高于９５％．通过对电石渣一石膏烟气脱硫工艺的阐述，对该工艺的主要参数进行了描述．并对工艺的经济性进行了详细分析，证实了该工艺的优越性。电石渣一石膏法脱硫工艺成熟，原料廉价易得且资源丰富．具有很好的应用前景．关键词：电石渣：烟气；脱硫中图分类号：Ｘ７０１．３文献标识码：Ａ

ＣａｒｂｉｄｅＳｌａｇ／ＧｙｐｓｕｍＦｌｕｅＧａｓＤｅｓｕｌｆｕｒｉｚａｔｉｏｎＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ

ＨＥＺｈｉ－ｑｉａｎｇ，ＨＡＮＸｉｕ－ｆｅｎｇ，ＱＩＬｉ－ｍｉｎｇ

Ａｂｓｔｒａｅｔ＝Ｌｉｍｅｓｔｏｎｅ－ｇｙｐｓｕｍｆｌｕｅｇａｓｄｅｓｕｌｆｕｒｉｚａｔｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｉＳｃｕｒｒｅｎｔｌｙｔｈｅｍｏｓｔｍａｔｕｒｅａｎｄｅｆｆｅｃｔｉｖｅｉｎｄｕｓｔｒｉａｌｄｅｓｕｌｆｕｒｉｚａｔｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ．Ｈｏｗｅｖｅｒ，ｔｈｅｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｎｅｅｄｓｃｏｎｓｕｍｅａｌａｒｇｅａｍｏｕｎｔｏｆｌｉｍｅｓｔｏｎｅ．ＳＯｔｈｅｓｅａｒｃｈｆｏｒａｎｅｗ

ｄｅｓｕｌｆｕｒｉｚａｔｉｏｎａｂＳＯｒｂｅｎｔｔｈａｔｉＳｍｏｒｅｌＯＷ－ｃｏｓｔａｎｄｅａｓｙｔｏｇｅｔｈａｓｂｅｃｏｍｅａｐｏｐｕｌａｒｆｉｅｌｄｓｏｆｓｔｕｄｙ．ＴｈｅｃａｒｂｉｄｅｓｌａｇｉＳｔｈｅｃｈｅｍｉｃａｌｗａｓｔｅ，ｍａｉｎｌｙｃｏｍｐｏｓｅｄｏｆＣ“ＯＨｌ知ｗｈｉｃｈｃａｎｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙｓｕｂｓｔｉｔｕｔｅｆｏｒｌｉｍｅｓｔｏｎｅａｓａｄｅｓｕｌｆｕｒｉｚａｔｉｏｎ

ｓｏｒｂｅｎＬａｎｄｃａｎｂｅｈｉｇｈｅｒｔｈａｎ９５％ｄｅｓｕｌｆｕｒｉｚａｔｉｏｎｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ．Ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｅｌａｂｏｒａｔｅｏｎｔｈｅｃａｒｂｉｄｅｓｌａｇ．ｇｙｐｓｕｍｆｌｕｅｇａｓｄｅｓｕｌｆｕｒｉｚａｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓ．ｔｈｅｓｕｐｅｒｉｏｒｉｔｙｏｆｔｈｅｐｒｏｃｅｓｓｉＳｃｏｎｆｉｒｍｅｄ．Ｂｅｃａｕｓｅｏｆｔｈｅｃｈｅａｐｅｒｒａｗｍａｔｅｒｉａｌｓａｎｄａｂｕｎｄａｎｔｒｅｓｏｕｒｃｅｓ．ｔｈｅｃａｒｂｉｄｅｓｌａｇ－ｇｙｐｓｕｍＦＧＤｐｒｏｃｅｓｓｈａｓＳｖｅｒｙｇｏｏｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｐｒｏｓｐｅｃｔｓ．

Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｃａｒｂｉｄｅｓｌａｇ；ｆｌｕｅｇａｓ；ｄｃｓｕｌｆｕｒｉｚａｔｉｏｎ

近年来，随着电力行业的快速发展，电力环保技术水平稳步提升，特别是烟气脱硫技术得到了非常广泛的应用，为实现污染物减排和经济可持续发展做出了巨大贡献。石灰石一石膏法脱硫技术成熟，脱硫效率高，实际运行经验丰富，是最为常见、有效的脱硫技术ＩＩ叫１。实际运行中，脱硫剂石灰石的消耗占脱硫系统运行成本很大比例，以２×３００Ｍｗ机组计算，年消耗石灰石约１２．３万吨，石灰石以６０元／吨计，每年需花费石灰石原料费约７３６万元，投入巨大。因此，寻求更为廉价、易得、性能优越的脱硫剂替代品就成为目前有效降低脱硫成本，保证脱硫系统稳定运行的关键所在。电石渣是乙炔生产过程中，电石水解后的沉淀物，属于副产品工业废弃原料，其主要成分是氧氧化钙，沉淀后的电石渣颗粒十分细微，８０％的颗粒粒径在ｌＯ～１５ｍｍ范围内，４９００Ｌ／ｃｍ２，筛余量３％～９％，且颗粒均匀，密度较轻【５１。由于电石渣及渗滤液呈强碱性，堆存渗透造成土地盐碱化，并污染地下水，同时碱性渣灰的扬尘污染周边环境，危及居民生活和身体健康，因此国家环境保护部门已将电石渣纳入第ｌｌ类一般工业固体废物要求进行管理。目前电石渣主要用于生产建材（包括水泥、砌块等）制备、废水处理（作为中和剂和沉淀剂）、生产碳酸钙系统产品掣ｎ７１。神华伊利化学工业有限公司以ＰＶＣ生产过程中产生的电石渣废料替代石灰石作为湿法脱硫的原料，脱除锅炉烟气中的Ｓ０２气体，脱硫效率可达９５％以上，从而实现电石渣资源化利用。而且相比于石灰石一石膏脱硫系统只改变了脱收稿日期：２０１０－０５－２３禾志强（１９７９－），男。工程师，博士研究生．呼和浩特，０１００２０硫剂，脱硫工艺流程及副产品均未发生改变，因此具有很好的推广价值。

ｌ电石渣一石膏脱硫原理及工艺流程神华伊利化学工业有限公司脱硫用电石渣来自本厂ＰＶＣ生产过程产生的工业废弃物，化学成份分析见表ｌ。表ｌ电石渣化学成份分析成份Ｃａ（ＯＨ）２硅铁ＮａＣＩＨ２０Ｍｇ（ＯＨ）２ＣＣａＣ２Ｃ２Ｈ２

含量１６．４４１Ｉ．００２０．１７９８１．９３８０，０６１０．１０６０．２０８０．０１３通过化学成份分析可以看出，电石渣的主要化学成份为

Ｃａ（ＯＨ）２，经过对电石渣浆液浓缩后，完全可以代替石灰石进行烟气脱硫反应。反应方程式如下：Ｓ０２＋Ｃａｔ：ＯＨ）ｚ＝ＣａＳ０３＋Ｈ２０ＣａＳ０３＋１／２０２＝ＣａＳ０４Ｃ０，＋Ｃａ（ＯＨ），＝ＣａＣ０３＋Ｈ２０

图ｌ石灰石一石膏法脱硫工艺流程图脱硫系统工艺流程如图ｌ所示。来自３台锅炉的烟气混合后经过增压风机升压后，与由循环泵自上而下喷淋的电石

万方数据电站系统工程２０１０年第２６卷渣浓缩浆液逆流接触，发生化学反应生成最终产物石膏，排入脱水系统脱水。在３台引风机与烟囱间均设有旁路烟气挡板门，用于脱硫系统故障时排烟。增压风机用于克服脱硫系统阻力。

２脱硫系统主要参数及性能保证值神华伊利化学工业有限公司脱硫主要参数及性能保证值见表２。表２脱硫装置主要参数项目设计值实测值项目设计值实测值烟气量／Ｎｍ３．ｈ．Ｊ３ｘ１９９０００５８３６２４电至渣消耗Ｉ．３ＩＩ．量·Ｌ－Ｉ

～０‘

～２６０／ｔｈ

入Ｉｊｌ８０２鎏度１７６２２２０４工艺水鼙量２８．６

２２．Ｉ／ｔ·ｈ‘１

入旱烟尘鎏度。＜２００１７７脱妻至釜电≤１４１５１２６５

ｔｍｇ。ｍ耗瓜、ｖｔｌ

…～

入口烟气温度／＇Ｃ１５０１４６出骤温≥５５５９‘度，℃

～

脱硫效率，％９５９５．６８出口粉尘鎏≤５０４３．２３

／麦．／ｍｇ·ｍ’’

…

出早ｓ０２鎏度８８９５．２１钙硫比１．０３

１．１１０１２

憋妻些口烟气３≤７５“石膏喜水璋Ｖ≤ｌｏ

１２．７

水滴含量／ｍｇ．ｍ。

…一％…

由表２可以看出，脱硫系统主要参数及性能指标均满足设计要求，经检验石膏纯度为８７．２％，与石灰石一石膏法生成石膏纯度相近。脱硫系统从２００８年底投运以来，运行稳定，脱硫效率维持在９５％以上．

３电石渣一石膏脱硫系统经济性分析‘８】以目前生产情况统计，３台锅炉每天可消耗电石渣３０．２４ｔ，经济效益显著。（１）节约电厂后续建设脱硫装置石灰石制粉和制浆系统的一次性投资，初步估算烟气脱疏装置可节省３００万元以上，可降低工程造价８％左右。脱硫系统寿命以３０年计，约节省ｌＯ万元／年。（２）吸收剂制各成本大幅下降ａ．每年减少石灰石的采购量１．１万吨，按６０元／吨价格，可节约费用６６万元。ｂ．制粉系统取消，减少电量消耗ｌｌＯ万ｋＷｈ，按Ｏ．３元／ｌ（Ｗｈ的电价，每年可节约电费３３万元。ｃ．按浆液浓度３０％计算，约减少水耗１０万一／年，按Ｉｆｒ；ｍ３水费计，一年可节约水费１０万元。综合以上３项，每年制粉和制浆系统可节约成本１０９万元，使年均运行成本下降１４．６％．（３）在吸收剂循环量相同的条件下，电石渣浆脱硫比石灰石浆脱硫，效率提高２％以上。

（４）每年生产脱硫石膏Ｉ．７万吨，防止了脱硫废渣的二次污染，实现了电石渣资源化。按２０元／吨销售价格，可创造价值３４万元／年。（５）电石渣处置费用下降１５万元／年。综上所述，采用电石渣一石膏脱硫工艺约节省１６８万元／年。以此推算，２Ｘ３００ＭＷ机组若采用该工艺可节省约１３８０万元／年，效益可观。

４电石渣一石膏脱硫系统存在的问题（１）相比于石灰石，以电石渣作为脱硫吸收剂，其化学成份变化较大，不利于脱硫装置的稳定运行。（２）由于电石渣浆液中常含有一定量的固体颗粒物，因此对脱硫系统设备，特别是转动设备的机械密封磨损较大。（３）由于电石渣中杂质含量较多，造成石膏脱水性能差，影响石膏的综合利用率．

５结论（１）电石渣是化工生产中产生的工业废弃物，主要成分是Ｃａ（ＯＨ）２，将其应用于烟气脱硫，可以有效替代石灰石，脱硫效率稳定在９５％以上。（２）以电石渣作为脱硫吸收剂，可以大幅降低脱硫系统运行及一次性投资费用，而且电石渣变废为宝，环境效益显著。（３）我国每年约产生电石渣１０Ｍｔ，电石渣储存量数千万吨，资源丰富，可以满足大规模电石渣一石膏法脱硫的需求．口

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