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摘要：利用废弃电石渣替代石灰石作为脱硫剂，可实现以废治废，降低湿法脱硫系统运行成本，还可解决石灰石—石膏湿法脱硫工艺中释放CO2的问题。本文通过对比电石渣与石灰石的反应特性，以石河子电厂改造为例，提出以电石渣为吸收剂的湿法脱硫改造系统设置，以及运行中可能出现的问题及应对措施。
关键词：电石渣脱硫改造
1 电石渣与石灰石的特性对比
电石渣的主要成分是Ca(OH)2，对SO2具有良好的吸收作用。为掌握电石渣在消溶特性、喷淋吸收、氧化结晶等方面与石灰石的差别，特进行了对比试验，结果如下。
从试验结果看，Ca(OH)2的溶解度远大于CaCO3，且呈强碱性，所以电石渣浆液的初始pH值高出石灰石浆液很多。但Ca(OH)2的缓冲能力很弱，溶解的OH-消耗殆尽时，pH下降剧烈。在整个氧化过程当中，石灰石浆液中亚硫酸根的氧化率都要高于电石渣浆液。电石渣中存在的杂质离子较多，影响亚硫酸根的氧化。
2 改造方案
2.1 电石渣成份分析
电石渣来源不同其成份、性状及粒径差别较大，对制备系统方案的拟定、吸收塔的稳定运行影响很大。使用电石渣作吸收剂的脱硫工程，必须对电石渣的来源、成份进行详细了解。
石河子电厂采用的电石渣来源于附近的化工厂，电石渣原样含水率为29.9%，Ca(OH)2含量为54.3%，运至电厂的电石渣为干燥粉状。电石渣粒径分布为90%粒径0.302mm，10%粒径0.083mm，而石灰石粉粒径一般小于0.063mm，因此在电石渣制浆系统设计时，需考虑对电石渣进行筛碎处理。
电石渣中的F-容易与烟尘中的Al3+生成AIFx络合物，形成包膜覆盖在吸收剂颗粒表面，如果F-浓度过高会严重影响脱硫效率。电石渣中的Cl-含量远高于石灰石浆液，对脱硫废水量的影响也是改造工程必须予以关注的。
2.2改造方案
电石渣脱硫的主要改造内容包括电石渣制备系统、SO2吸收氧化系统和脱硫废水处理系统，其它系统均可利用原石灰石—石膏系统的设备。
2.2.1 电石渣制备系统
考虑到电石渣湿法脱硫系统运行的不确定性，吸收剂制备系统保留原有石灰石制备系统，与新增电石渣制备系统互为备用。
符合要求的电石渣送至电石渣库储存，在配料时，将电石渣铲入配料斗，由皮带输送机送至碎料机碎料后落至化浆池，加入定量的水搅拌制成符合要求的电石渣浆液，由化浆池浆液提升泵输送至滚筒筛，浆液中大于2mm的固体颗粒被筛出，其它浆液进入中间池由中间池浆液提升泵送至电石渣浆液箱，再通过电石渣浆液输送泵供给吸收系统。
2.2.2 吸收氧化系统
考虑到电石渣系统在氧化结晶方面的问题，每台炉增设一座氧化塔，氧化塔容积按5小时氧化时间考虑，并增设1台同容量氧化风机，与现有2台氧化风机母管制连接，满足吸收塔和氧化塔的氧化空气量。
浆液循环泵从吸收塔内引出部分浆液送入氧化塔，在氧化塔内进行进一步强制氧化，氧化塔的一部分浆液通过溢流或石膏浆液返回泵返回吸收塔。原石膏浆液排出泵为吸收塔和氧化塔公用，将吸收塔或氧化塔的合格石膏浆液送至石膏旋流器进行后续石膏脱水。
吸收塔喷淋系统仍按使用石灰石为吸收剂的配置设置，当采用电石渣为吸收剂时，脱硫效率可由96%提高到97%。
2.2.3 脱硫废水处理系统
采用电石渣作吸收剂后，由于电石渣中含较高浓度的Cl-，脱硫废水量由18t/h增大为24t/h，废水处理系统设计出力需由22.5t/h扩容至30t/h。现有澄清池无法满足要求，需增加一座澄清池，与现有澄清池并联运行。
采用电石渣后废水中COD高于原石灰石脱硫系统，为确保出水浊度达标，增设一台过滤砂缸及配套的两台过滤/反洗泵。
由于废水处理量增大，原三联箱系统的相关设备均需扩容。
2.4 改造效果
石河子电厂2×660MW机组电石渣脱硫改造，初投资约1750万元，每年运行成本降低约2000万元，年减排CO2量约为3.52万吨，今后碳交易实施后将产生巨大经济效益。
3 可能出现的问题及应对措施
3.1电石渣成份变化
电石渣作为工业废弃物其成分相差很大，电石渣的来源稳定是确保脱硫系统正常运行的重要条件。鉴于电石渣吸收剂来源及制浆系统的稳定存在问题，建议改造工程保留原石灰石制浆系统，当电石渣来源出现问题时可采用石灰石制浆，保证脱硫乃至机组的稳定运行。
3.2脱硫废水量增加
通常电石渣杂质中Cl—含量较高，会导致脱硫系统需处理废水量增加。改造时必须核算脱硫废水处理系统能力。如果原废水处理系统增容有困难，必须考虑其它的排放去向。
3.3石膏品质变差
电石渣中的杂质可能导致石膏品质变差，作为脱硫副产品的石膏的商业价值可能下降。此外，目前投运的电石渣脱硫系统大多存在脱水困难，石膏含水率高的问题。由于电石渣的碱性远高于石灰石，在吸收塔内的反应速率也远高于石灰石，氧化结晶困难是主要原因，运行中应加强对吸收塔pH值和密度的控制，提供更优的氧化方案。
3.4对脱硫设备和管道磨损结垢加剧，影响脱硫系统稳定性
电石渣中的杂质（特别是SiO2）大大增加脱硫系统设备和管道的磨损，影响脱硫系统的安全稳定，进而影响机组运行的稳定。采用电石渣后增加磨损无法避免，建议增加重要设备易损件和重要管道弯头等的备用件，以便出现故障后及时更换。
参考文献
[1]尹导,吕慧.电石渣在湿法烟气脱硫中的应用分析[J].吉林电力,2013,41(5):32-34.
[2]尤毓敏,吴浩仑.电石渣(石灰)/石膏烟气湿法脱硫工艺的应用研究[C]//中国动力工程学会锅炉专业委员会第一次学术交流会议.2008.
作者简介
姓名：杨西蓉出生年：1970—性别：女籍贯：陕西学历：硕士供职单位：西北电力设计院有限公司。
论文作者:杨西蓉
论文发表刊物:《电力设备》2017年第15期
论文发表时间:2017/10/19
标签：电石论文; 浆液论文; 石灰石论文; 系统论文; 石膏论文; 吸收塔论文; 湿法论文; 《电力设备》2017年第15期论文;