电石渣在火电厂烟气脱硫工艺中的应用

付薛红

摘要:近年来，火电厂烟气脱硫工艺主要采用石灰石（CaCO3）-石膏法，由于它技术比较成熟，运行可靠，而被广泛应用。而电石渣Ca(OH)2作为脱氧剂，即电石渣-石膏法，亦能有效地去除烟气中的SO2。以电石为原料生产的副产物，是一种以氢氧化钙为主，伴有硅、铁、铝、镁、硫、磷的氧化物和氢氧化物，湿法生产乙炔过程中，电石水解后，生成了乙炔和氢氧化钙[1]。

其化学方程式为：CaC2+H2O→C2H2+Ca(HO)2。

关键词:电石渣；火电厂；石灰石（CaCO3）-石膏法；脱硫

在英化氯碱公司，由乙炔发生器产生的电石渣浆液经浓缩池缓冲，将含固量为20%的电渣浆液作为吸收剂浆液，能使烟气中SO2的脱出效率达到96%以上。在2017年采用单塔双循环技术进行污染物超低排放改造后，烟气中SO2的脱出效率达到99%以上。电石渣作为电石-乙炔法制造树脂过程中产生的废弃物，长期以来只能作为废弃物扔掉。在英化氯碱公司毗邻，英力特树脂分公司热电项目的烟气脱硫工艺中，采用电石渣-石膏法，能充分的利用废弃的电石渣，减少环境污染，变废为宝。同时不再需要对CaCO3进行采购，从而节省了整个烟气脱硫工艺的成本。

1电石渣-石膏法脱硫与石灰石-石膏法脱硫的区别

目前，在我国采用石灰石作为脱硫吸收剂时，石灰石经破碎磨细成粉状与水混合搅拌成吸收浆液，在吸收塔内，吸收浆液与烟气接触混合，烟气中的二氧化硫与浆液中的碳酸钙以及鼓入的氧化空气进行化学反应从而被脱除。该氧化反应要求pH值小于5.5，故在氧化前还需对氧化体系中的浆液进行pH调控，以提高氧化速度及氧利用率。随着氧化的进行循环液中的CaSO3不断转化为可溶性的Ca(HSO3)2进而被氧化为石膏（CaSO4）。

具体反应方程式如下：

脱硫过程

CaCO3+SO2+1/2H2O→CaSO3•1/2H2O+CO2

CaSO3•1/2H2O+SO2+1/2H2O→Ca(HSO3)2

氧化过程

2CaSO3•1/2H2O+O2+3H2O→2CaSO4•2H2O

Ca(HSO3)2+O2+2H2O→CaSO4•2H2O+H2SO4

在宁夏英力特化工股份有限公司树脂分公司#1、#2烟气脱硫超低排放改造工程项目中，电石渣作为脱硫吸收剂时，直接在位于毗邻的英化氯碱公司内部，将电石渣用铲车放入电石渣地坑，再按比例加入工艺水，配制成浓度为25%的电石渣浆液。浆液用泵送至电厂吸收塔循环泵入口处，和循环浆液一起经喷淋层喷出，与吸收塔内上升的烟气充分吸收反应，从而达到脱硫效果。

具体反应过程如下：

脱硫过程

Ca(OH)2+SO2→CaSO3•1/2H2O+1/2H2O

CaSO3•1/2H2O+SO2+1/2H2O→Ca(HSO3)2

氧化过程

2CaSO3•1/2H2O+O2+3H2O→2CaSO4•2H2O

Ca(HSO3)2+O2+2H2O→CaSO4•2H2O+H2SO4

由此可见，电石渣-石膏法脱硫与石灰石-石膏法脱硫的区别只在于吸收剂的不同。但石灰石-石膏法在初期投资费用太高、运行费用高、占地面积大、系统管理操作复杂、磨损腐蚀现象较为严重、能耗太高。而电石渣-石膏法的优点显而易见，就地取材，直接使用，减少能耗，从而大大降低了项目成本。

2电石渣在火电厂烟气脱硫工艺中的应用

英力特树脂分公司热电项目2台机组配套脱硫系统采用电石渣石膏湿法脱硫工艺，2008年完成两炉一塔建设，2012年由南京龙源进行了一炉一塔改造，新建了#2脱硫系统，设计脱硫效率为96.6%，出口浓度为200mg/Nm3，原脱硫系统作为#1炉烟气脱硫系统。2014年由南京龙源对#1脱硫进行了提效改造，设计脱硫效率为96.6%，出口浓度为200mg/Nm3。2017年，再次由南京龙源进行改造，宁夏英力特化工股份有限公司树脂分公司（以下简称英化热电公司）烟气脱硫超低排放改造工程，采用在原电石渣—石膏湿法脱硫基础上按照单塔双循环技术进行二氧化硫超低排放改造。改造后在设计条件下，脱硫率不小于99.5％，并保证系统安全、可靠运行。

电石渣分析资料（电石渣参数）

注：化验一为2006年5月份赛马水泥厂化验结果。

化验二为2006年3月30日在银川建筑材料质量监督检验站化验报告结果。

化验三为2006年7月份赛马水泥厂化验结果。其中电石渣筛余量为17％（120目筛子）。

早在2009年，由南京龙源负责设计的新疆华泰重化工有限责任公司二期热电站3x410t/h锅炉湿法烟气脱硫工程。厂址位于乌鲁木齐市北郊，属乌鲁木齐东山区金河工业园范围。项目由南京龙源环保有限公司负责设计，在脱硫岛EPC范围内提供整套完整的电石渣-石膏湿法烟气脱硫工艺装置，工作范围包括整套脱硫装置、公用系统和辅属系统等全部脱硫工程的设计、供货、安装、调试工作，及参与其他与FGD有关的工作。本项目是按三炉两塔，一套公用系统设计。其中单塔的处理能力为三台锅炉的烟气总量，并留有10%的余量。电石渣浆液制备系统，要求制备系统的出力为150%。副产物石膏浆液经过一台石膏旋流器一级脱水，再经过一台真空皮带机脱水，石膏含水率≤10%。该脱硫系统按燃料应用基含硫1％设计，脱硫效率≥95%。

本次FGD系统脱硫剂采用电石渣，具体资料见下表：

3总结

石灰石-石膏法在火电厂烟气脱硫中应用比较广泛，而电石渣-石膏法在火电厂烟气脱硫中的运行效果也十分显著，彼此之间不分伯仲。而在制定烟气脱硫方案时，在脱硫剂石灰石与电石渣的选择上，要视具体情况而定。如果石灰石的采购和运输极为方便，并且现场有足够的空间来进行石灰石浆液的制备和储存，那么石灰石-石膏法不失为极佳的选择。而如果在火电厂附近，就是乙炔厂树脂公司，或者电石渣废弃物的存放地，那么毫无疑问，电石渣-石膏法将是你最好的选择。

因此，综合考虑脱硫效率、场地条件、吸收剂来源、脱硫工艺方案的成熟度等方面的因素，采用电石渣-石膏湿法脱硫工艺，吸收剂的供应，副产物的综合利用等方面均有良好的应用[2]。我们利用废弃电石渣作为吸收剂，可以不再费时费力，开采天然石灰石，从而大大的节省了运行成本，更大程度的保证了生产和人员的安全。

参考文献：

【1】电石渣脱硫可行性分析，湖南永清环保股份有限公司，姚超良。

【2】浅谈电石渣脱硫工艺，新疆中泰化学有限公司，李伟。