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。

锅炉排出的烟气经流化床塔底的喷口进入反应塔，脱硫剂浆自反应塔底部由雾化风机雾化后进入的脱硫剂由斜槽送回反应塔循环使用，烟气经电场电除尘器进一步除尘后经烟囱排出。

4、电石渣脱硫工艺过程
电石渣浆通过管道输送到电厂内的电石渣浆预处理系统。

电石渣浆液经过初步过滤，将粗颗粒的杂质滤出，浆液进入电石渣接收池，经沉淀浓缩成浓度为~30%左右的粘稠液送入成品浆池，由供浆泵喷射到脱硫塔与烟气中的二氧化硫反应。

沉淀池上层稀液通过回水管返回到电石渣生产企业进行循环使用。

图2 电石渣-石膏法烟气SO2净化工艺流程图
5、经济效益
电石渣的成功利用给电厂和化工厂带来良好的经济效益，以600 MW 机组烟气脱硫装置为例，其经济性分析如下：
(1)节约了电厂后续建设石灰石制粉和制浆系统的投资。

初步估算600 MW 机组
烟气脱硫装置可节省2000 万元以上，降低工程造价10 %左右。

(2)吸收剂制备成本大幅下降。

少用石灰石12万t/a，(按45元/t 计)，可节约540万元；取消制粉系统可减少电耗360万kW·h ，按0.5 元/ kW·h 计,可节约电费180万元；按浆液质量分数为25 %计，减少水耗35万t/a，水费按 1 元/t 计，可节约35万元。

综合以上 3 项，每年制粉和制浆系统可节约成本755万元。

(3)在吸收剂循环量相同的条件下，电石渣浆脱硫效率比石灰石浆脱硫高5 %~10%以上。

(4)产生脱硫石膏30 万t，实现了电石渣的资源化。

按40元/t 销售价格，可创造价值1200万元/a。

6、结语
(1)电石渣中含有大量的Ca(OH) 2 (60%～85 %)，呈强碱性，是良好的SO 吸收剂；用电石渣替代石灰石进行脱硫，可保证较高的脱硫效率，在入口SO2为0.2 %的条件下，脱硫效率可达95 %～98 %。

(2)利用电石渣脱硫，不仅减少了该废渣对环境的污染，而且为湿法脱硫提供了高效且廉价的吸收剂；电石渣的综合利用，减少了石灰石矿的开采，从而进一步起到了保护自然环境和资源的作用。

(3)针对脱硫石膏难以脱水、不能综合利用的问题，进行系统和参数调整，不仅使脱硫效率保持在一个较高的水平，还可彻底解决石膏的品质问题，使其纯度达到90 %以上。

(4)电石渣的综合利用，不仅可以大幅度降低脱硫成本，而且还从根本上解决了电石渣的处理问题。

(5)使用电石渣浆作为烟气脱硫吸收剂，并实现副产品石膏的回收利用。

此项技术对于区域循环经济的建立具有非常重要的意义，可以从源头上节约资源，提高资源利用率，降低生产成本，促进经济社会与自然生态环境的协调发展。