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)

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电石渣中的杂物图片1
电石渣中的杂物图片2
问题1：电石渣为什么要预处理？
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电石渣中的杂物图片3
电石渣中的杂物图片4
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问题2：如何解决电石渣石膏法中设备磨损？
循环泵叶轮磨损图片1
循环泵叶轮磨损图片2
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问题2：如何解决电石渣石膏法中设备磨损？
酸不溶物 （%）
S（mg/g)
氯离子(mg/g)
1 湖北某地 33.30
89.48
2.72
0.15
4.54
2 福建某地 37.46
87.06
3.75
0.15
0.70
3 广西某地 38.82
85.70
6.00
10.14
3.40
4 新疆某地 32.70
89.60
6.78
0.62
0.50
5 陕西某地 23.20
❖ 脱硫效率(高pH值)和氧化率（低pH值）是钙基脱硫体系众多矛盾中的 一对 ；
❖ 针对传统石灰石（石灰）石膏法发可以在就地氧化基础上加大液气比， PH取折中的值。
❖ 电石渣中含有的还原性物质（S2-）在系统内累积会导致亚硫酸钙氧 化困难；
❖ 将传统“大肚皮”塔釜一分为二 ，吸收塔高PH值运行提高脱硫效率； 吸收塔喷淋层喷嘴喷出的浆液在与烟气接触后PH值降低至2-3，局部 收集该进入氧化塔，氧化塔低PH值运行提高亚硫酸钙氧化。
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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)
石膏排出泵叶轮磨损图片1
石膏排出泵叶轮磨损图片2
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问题1、问题2解决方案：天蓝公司独特制浆工艺
❖ 第一级处理（破碎）
➢ 打散机—打散抱团大块电石渣。 ➢ 冲渣槽—水流快速冲击破碎
❖ 第二级处理（粗过滤）
➢ 化浆池顶滤网-去除大块颗粒杂质。 ➢ 化浆泵入口过滤网-第二道粗过滤。
当浆液中含有100ppm的S2-时即具有很好的抑制氧化作用； 2）通过大量实验和工程经验证明较低的pH值可削减还原性
物质的抑制氧化作用，氧化塔pH比吸收塔低，可以在不影 响脱硫效率同时削减还原性物质。 3）在同样密度下，电石渣-石膏法的浆液附着度比石灰石/石 灰-石膏法高； 4）即便是亚硫酸钙进行很好氧化，电石渣-石膏法中的黑色 物质也使得其比石灰石/石灰-石膏法的石膏脱水难。
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问题三：如何解决电石渣石膏法中除雾器堵塞？
除雾器堵塞图片1
除雾器堵塞图片2
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问题四：如何解决电石渣石膏法中石膏品质差？
石膏氧化不充分照片
石膏灰分含量高照片
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问题四：如何解决电石渣石膏法中石膏品质差？
石膏旋流站底流黑液照片
石膏饼上层布满黑色物质照片
❖ 在氧化塔低pH值工况下，吸收液中的HSO3－被通入的空 气强制氧化为SO42－：
❖ HSO3－＋1/2O2（g）<——> SO42－+ H+
2.5、电石渣-石膏法应用
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❖ 国内石灰石/石灰-石膏法工艺基本为引进技术，国外无电石 渣-石膏法工艺。国内其他脱硫公司电石渣-石膏法采用塔内 氧化工艺，未见塔内氧化制备出高品质脱硫石膏的报道。
2、电石渣-石膏法工艺介绍
1
电石渣生产过程
2
电石渣成分
3 电石渣的物理化学性质
4
电石渣-工艺原理
5
电石渣-石膏法应用
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2.1、电石渣生产过程
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❖ 电石法制取的乙炔是生产聚氯乙烯的主要原料。电石的化 学名称为CaC2，纯碳化钙是无色透明的固体，但工业上 常用的碳化钙因含杂质较多而呈暗灰色，电石的生产工艺 流程为焦炭(或无烟煤)与生石灰在电炉高温条件下反应生 成碳化钙： CaO+3C=CaC2+CO↑
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电石渣石膏法脱硫工艺介绍
主要内容
1 石灰石-石膏法工艺介绍
2 电石渣-石膏法工艺介绍
3 石灰石-电石渣工艺对比 4 面临的问题及解决办法
45
学术研究
56
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工程业绩
67 其他公司业绩运行情况
78
综述
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1、石灰石-石膏法工艺介绍
❖ (1) 气体从气相主体到液体表面气膜的扩散 ❖ XYm(气相主体) → XYm (气膜) ❖ （XYm代表SO2、SO3、HCl） ❖ (2) XYm从气膜穿过气液界面的扩散与溶解 ❖ XYm (g) → XYm (aq) ❖ (3) 溶解后的气体的水合过程 ❖ SO2(aq) + H2O → H2SO3 ❖ SO3(aq) + H2O → H2SO4
问题三、问题四分析：石膏品质差原因
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1
石膏氧化困难-纯度低
2 石膏脱水困难-含水率高
A、石膏氧化困难分析
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❖ 由于电石渣在制造过程中带有的残留乙炔气中混有PH3， H2S等气体,正是因为电石渣中有较高的硫、氯、COD,起 到很强的抑制氧化作用，阻碍亚硫酸钙的氧化，使得脱硫 浆液难以氧化。负二价的硫能与电石渣中的钙形成CaS沉 淀，在吸收烟气中的二氧化硫后在酸性条件下无法转化为 无害的SO42-,还能抑制亚硫酸钙的氧化，随着硫化物浓度 的上升，对抑制氧化作用逐渐上升，经过试验分析硫化物 质量浓度32mg/L以上则能明显的阻止亚硫酸钙的氧化。
88.10
4.90
3.70
2.20
2.2、电石渣成分
成份名
Ca(OH)2 SiO2 Al2O3 CaSO4 Fe2O3 CaCO3
含量％ 90-95 1-2 1-2 0.5 0.5 微量
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成份名
含量％
S2-
0.1-4.0
CNS-
0.01-0.05
C
0.1-1.0
P
微量
Cl-
0.1-1
反应： ❖ SO32－＋Ca2+←→CaSO3（aq） ❖ SO2（aq）+CaSO3（aq）+H2O（l）←→Ca(HSO3)2
2.4、电石渣-工艺原理
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❖ CaSO3的产生使Ca(OH)2进一步溶解。当吸收液的pH值 控制在较低时（≤7.0），循环吸收液形成了CaSO3和 Ca(HSO3)2的混合物，该混合物以缓冲液的形式存在，使 吸收浆液的pH值保持相对平稳。
❖黑色物质来源
➢ 电石渣含有的钙长石、二氧化硅、焦炭、矽铁、 硫化物、磷化物、焦油等在脱硫运行过程中，不 断的积累，形成黑色悬浮液（统称黑色物质）
❖黑色物质危害
➢ 石膏滤饼上形成一层黑色致密的膜，影响石膏含 水率及石膏品质。
❖黑色物质去除
➢ 氧化塔的分层提浓+石膏旋流站后可以有效降低黑 色物质的含量，提高石膏品质。
天蓝公司为何能做出高品质电石渣石膏？
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高品质石膏照片1
高品质石膏照片2
天蓝公司为何能做出高品质电石渣石膏？
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XX4x135MW石膏晶体照片
吸收剂主要成分为（CaO）,活性较CaCO3高， 回收石膏副产品（CaSO4•2H2O)。
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？
A、石膏氧化困难分析
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A、石膏氧化困难分析
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B、石膏脱水困难
1
石膏氧化不充分
2
黑色物质存在
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如何得到高品质石膏
1
电石渣预处理工艺
2
塔外氧化技术
3
黑色物质去除
4
废水处理及外排
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独特塔外氧化技术
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1、石灰石-石膏法工艺介绍
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❖ (6) 产生的OH-发生中和反应 ❖ H+ + OH- → H2O ❖ (7) 盐的形成 ❖ 2H2O + SO42- + Ca2+ → CaSO4·2H2O(s) ❖ 1/2H2O + SO32- + Ca2+ → CaSO3·1/2H2O(s)
电石渣中Ca(OH)2的纯度一般在80%~90%； ❖ ⑥ 湿电石渣常有较高浓度的氯离子。
2.4、电石渣-石膏法工艺原理
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❖ 电石渣脱硫反应机理复杂，主要反应为烟气中的SO2先溶 解于吸收液中，然后离解成H＋和HSO3－：
❖ SO2（g）←→ SO2（aq） ❖ SO2（aq）+H2O(l) ←→H++HSO3－←→2H++ SO32－ ❖ 电石渣中Ca(OH)2的溶解度较低，其溶解反应式为： ❖ Ca(OH)2（s）←→Ca(OH)2（aq） ❖ Ca(OH)2（aq）←→Ca2++2OH－ ❖ 在溶液中，SO32－和HSO3－与部分溶解的Ca(OH)2发生
❖ XX公司针对电石渣-石膏法与石灰石/石灰-石膏法的区别， 历经多年研究，提出了塔外氧化工艺，并在XX2×300MW 脱硫工程得到了成功应用。另外业绩详见附表。
3、石灰石-电石渣工艺对比
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电石渣-石膏法与石灰石/石灰-石膏法有着本质的区别： 1）由上表可知还原性物质S2-、CNS-、C、P ，可抑制氧化，
❖ 电石置于乙炔发生器中，加水后进行强烈化学反应生成乙 炔气和氢氧化钙浆液：CaC2+2H2O=C2H2↑+Ca(OH)2
❖ 反应中放出大量热量，产生的乙炔气用于生产聚氯乙烯的 原料，而氢氧化钙和杂质则成为影响环境的废弃物，即电 石渣。
2.2、电石渣成分
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序号
样品来源
含水率 氢氧化钙 （%） （%）
还原性物质，具有抑制 氧化的作用
2.3、电石渣物理化学性质
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❖ ① 主要成份为Ca(OH)2，微溶于水； ❖ ② 颗粒细微，具有较强的保水性； ❖ ③ 强碱性，渣液pH值为12以上； ❖ ④ 残留的乙炔气中混有PH3，H2S等气体，具有特殊难闻
的臭味； ❖ ⑤ 杂质较多，主要是颗粒大小不等的焦炭和硅铁等杂质，
独特塔外氧化技术（工艺特点）
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pH值独立调控，提高吸收效率和氧化效率 ； 减轻塔内磨损，延长循环泵寿命 ； 石膏粒径大，提高石膏脱水性能 ； 降低钙硫比，提高石膏纯度； 控制塔内浆液低浓度，降低浆液粘附性，减少循环泵能耗； 利用电石渣废物利用，循环经济 。
黑色物质如何去除
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❖ 第三级处理（精过滤）
➢ 旋振筛-去除2mm以上颗粒。
❖ 第四级（均质）
➢ 均质器-抱团颗粒均质细化。
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问题1、问题2解决方案：天蓝公司独特制浆工艺
粗过滤
精过滤（旋振筛）
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问题1、问题2解决方案：天蓝公司独特制浆工艺
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问题1、问题2解决方案：天蓝公司独特制浆工艺
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问题四：如何解决电石渣石膏法中石膏品质差？
固相：
CaSO4.2H2O含量为51.55%, CaSO3.1/2H2O含量为30.06%
固相：
CaSO4.2H2O含量为71.65% CaSO3.1/2H2O含量18.02%
固相：
CaSO4.2H2O含量为91.29% CaSO3.1/2H2O含量4.63%
3、石灰石-电石渣工艺对比
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石灰石-石 膏法
电石渣-石 膏法
脱硫效率高，主要用于大中型火力发电厂 在吸收塔内通过喷嘴喷淋浆液，达到高效率 吸收剂使用石灰石CaCO3,回收石膏副产品（
CaSO4•2H2O)，适用于水泥混合剂或石膏板。 产生温室气体CO2。
在吸收塔内通过喷嘴喷淋浆液，同等脱硫效率 下液气比石灰石－石膏法低。