电石渣在石膏法烟气脱硫中的应用

张增利，杨 林

（新疆天业集团有限公司，新疆 石河子 83200）

近年来燃煤电站发展迅速，煤炭资源日益紧张，环保政策和标准的进一步严格，给各个燃煤电厂的运行成本造成了不同程度的压力，利用传统的石灰石作为烟气脱硫的脱硫剂，增加了企业的运行成本。新疆天业集团有限公司和浙江大学合作，利用聚氯乙烯生产过程中产出的电石渣作为脱硫剂，在本企业4×135 MW和2×300 MW机组上得到了成功应用，大大降低系统的运行成本。

1 湿法脱硫中的脱硫剂对比和制取

成品石灰石粉（325目）价格昂贵，同时，石膏下游的市场份额很小，为此，给各个电厂带来的成本压力非常大。为了从源头上降低运行成本，很多企业进行技术改造使用更加廉价的电石渣作为脱硫剂，实现了以废治废的目标。

1.1 系统配置

新疆天业集团利用电石渣作为脱硫剂，系统配置包括：1套上料斗、2条称重皮带、1台打散机、1座化浆池、3台化浆泵、1台滚筒筛、1座中间池、2台中间泵、1台均质器、1座成品储罐及管线阀门若干。

1.2 操作方案

由于含水为23%～26%的电石渣黏性非常大，同时，停留在空气中的时间太长会在表面形成一层碳酸钙，根据电石渣的以上特性，在上料斗的两边加装振打器和料斗内部贴装光滑材料，保证电石渣下料通畅和系统稳定运行，同时，减轻了操作人员的劳动强度。

打散机的作用是为了破碎在电石生产过程没有反应完全的熟石灰以及电石渣暴露在空气中形成的碳酸钙硬颗粒，防止大颗粒难溶性物质进入系统的设备。

利用电石作为脱硫剂时，要注意电石渣在化浆池中的停留时间，一般为30 min，为的是电石渣能够充分地溶解，电石渣浆液密度为1.06～1.10 g/cm3，如溶解不充分，2 mm的滚筒筛会过滤出大量没有溶解的电石渣颗粒。

高速剪切的均值器的目的是为了使电石渣中大分子打碎，形成颗粒度更小的电石渣浆液，保证脱硫剂在吸收塔的消溶性。

电石渣作为脱硫剂的关键是预处理，如果处理不好，系统很难长期稳定运行，脱硫效率也会逐步下降，管道堵塞和设备磨损急剧加快。

利用石灰石作为脱硫剂时，操作步骤与电石渣相同，但是石灰石的原粉价格非常高，二者比较，参照其他利用石灰石企业的情况，利用电石渣的处理费用仅为购买石灰石的1/3。电石渣品质设计要求为，CaCO3含量 20.56%；Ca（OH）2含量 72.66%；黑色黏稠物质含量4%；电石渣含水率22%。

2 系统的优化配置和节能操作措施

利用电石渣作为脱硫剂和石灰石做脱硫剂时系统配置不同，主要由于电石渣中其他成分的影响。系统配置多了1套塔外氧化装置，其作用是为了防治系统中利用电石渣作为脱硫剂时，电石渣中的硫离子在系统中的存在和累计，在塔内硫离子很难被氧化，这是因为其要在pH值较低的环境中才能被氧化，所以，电石渣脱硫增设了塔外氧化装置。

2.1 工艺叙述

氧化塔降低pH值的方法是应用未脱硫的原烟气10%进入氧化塔上部安装的鼓泡装置来实现。吸收塔的部分浆液通过循环浆液管路引到氧化塔中，氧化塔的液位是恒定的，通过溢流的形式回到吸收塔，氧化塔的溢流高度一般设在埋没鼓泡装置下部鼓气系统5 mm，这样，可以有效地吸收原烟气中的SO2来降低氧化塔中的pH值，氧化塔动设备的配置和吸收塔塔一样，都是4台侧式搅拌器，同时，每个塔都设置有氧化风，保证系统各个环节对氧化风的需求。各个系统的控制指标如下：（1）吸收塔浆液浓度控制为 1.08 g/cm3以下，pH 值控制为 5.0～5.5；（2）氧化塔浆液浓度控制为1.12 g/cm3以下，pH值控制为4.6～5.0。

2.2 优化操作方案

根据系统的现有氧化塔的配置，整个系统在操作方面的进行了优化。当氧化塔短时间停运时，循环泵的运行电流比较高，在56～60 A（6 kV高压电机）之间波动，这是由于系统的密度在出石膏前后变化比较大，此问题对系统的运行一般不会有很大影响，但是从节能的方面考虑，损失比较大。

根据以上配置氧化塔的工艺来操作，系统中的大量石膏浆液被提浓到了氧化塔中，吸收塔的密度比较稳定，也比较低，一般为1.04～1.06，氧化塔中的密度变化比较快。来自吸收塔的浆液经过氧化塔之后，大颗粒和其他晶体沉淀在氧化塔中，而轻组分从上部的溢流装置溢流到了吸收塔中，吸收塔的密度变化范围很小，而氧化塔的密度变化比较大，这样，在不影响原来系统工作的同时，达到了提浓的目的。经过此方案的调整，系统中每台循环泵的电流变化甚微，运行电流大幅度地降低，从接近60 A降至50 A（6 kV高压电机），起到了一定的节能作用。由于大颗粒的物质和石膏晶体不在系统中大量循环，对系统的磨损大大减弱。脱硫工艺选用的循环泵的材质是合金的，到目前为止，运行接近两年，尚未进行更换；管道采用的是衬塑管线，也没有出现泄漏现象。

在原系统工艺运行不变的情况下，对系统进行优化操作，即节省了运行成本，设备的磨损率也大大降低。

在脱硫的废水处理系统中，关键的一步是调节pH值，大多数工艺都是另成系统，单独地设计加药装置，但是，从湿法脱硫的整个工艺来看，系统本身就有碱性浆液的存在，所以，可以优化操，利用大系统中的碱性浆液进行调节废水的pH值，不需要另设系统。

电石渣湿法脱硫中，都设置有成品浆液罐，采用顶式搅拌器，使浆液不沉淀。利用此成品浆液罐的上部清液来调节废水系统的pH值，既起到了调节作用，也少加废水系统中渣的量，采用一种简单的虹吸原理就可以实现，不需要增加动力设备和控制系统。

由于湿法烟气脱硫系统中的主要介质是浆液，对各个环节的浆液的特性和组分分析，是把系统做到完善的必要条件。尽管湿法烟气脱硫技术在环保和节能降耗方面均能带来一定的效益，但需要改进和优化的方面还很多。