電石渣脫硫技術(shù)應(yīng)用探析

歐陽(yáng)陽(yáng)

摘 要：在國(guó)際的電廠煙氣脫硫的技術(shù)應(yīng)用中，有很多的方法可以運(yùn)用。但是在我國(guó)煙氣脫硫的技術(shù)應(yīng)用中，主要采取的方式主要是鈉鈣雙堿法，這種方法在投入使用的過(guò)程中收獲了較好的效果，并且在資金的投入上與運(yùn)行的成本都比較低廉，是一種性價(jià)較高的技術(shù)。

關(guān)鍵詞：電石渣；煙氣脫硫；除塵裝置

我國(guó)經(jīng)濟(jì)水平的持續(xù)上升，主要的帶動(dòng)的產(chǎn)業(yè)就是電力工業(yè)。工業(yè)的快速發(fā)展最大的一個(gè)表現(xiàn)就是工業(yè)生產(chǎn)上的煙囪數(shù)量的持續(xù)增加。煙囪在排煙的過(guò)程中很容易出現(xiàn)阻塞的情況，主要的辦法是運(yùn)用電石渣脫硫施工工藝對(duì)問(wèn)題進(jìn)行解決。我國(guó)中小型鍋爐采用的堿性濕法脫硫工藝會(huì)因存在的內(nèi)部積灰與煙氣帶水等問(wèn)題沒(méi)有得到大規(guī)模的普及。而大鍋爐上使用的濕法脫硫工藝存在的問(wèn)題是造價(jià)高。所以針對(duì)國(guó)內(nèi)的脫硫技術(shù)還有很多改造升級(jí)的空間。

1 鈉鈣雙堿法脫硫原理

鈉鈣雙堿法煙氣脫硫工藝是目前國(guó)內(nèi)應(yīng)用較為廣泛的脫硫技術(shù)，該技術(shù)是以鈉堿（NaOH、Na2CO3）作為吸收液吸收煙氣中的二氧化硫（SO2），用石灰漿液（Ca（OH）2）苛化再生堿，堿液不斷循環(huán)使用的過(guò)程。具體反應(yīng)如下：

（1）吸收反應(yīng)SO2+H2O→H2SO3

2NaOH+H2SO3→Na2SO3+2H2O

Na2SO3+H2SO3→2Na HSO3

（2）再生反應(yīng)（吸收液再生）

2NaHSO3+Ca（OH）2→Na2SO3+CaSO3·1/2H2O↓+3/2H2O

Na2SO3+Ca（OH）2+1/2H2O→2NaOH+CaSO3·1/2H2O↓

（3）氧化反應(yīng)CaSO3·1/2H2O+1/2O2+3/2H2O→CaSO4·2H2O↓

脫硫塔內(nèi)吸收反應(yīng)生成Na2SO3，苛化再生過(guò)程中生成的CaSO3經(jīng)氧化后在脫硫塔外部的循環(huán)池內(nèi)沉淀，可減少脫硫塔、管道及煙道中產(chǎn)生結(jié)垢和堵塞的現(xiàn)象。鈉鈣雙堿法脫硫工藝與其它脫硫工藝相比，在液氣比較低的狀況下，具有脫硫效率高、不易堵塞和結(jié)垢等優(yōu)點(diǎn)。用鈉堿吸收二氧化硫，實(shí)際消耗和運(yùn)行費(fèi)用也較低。

2 噴淋洗滌塔原理

噴淋塔也稱為噴霧塔，是在吸收塔內(nèi)上部設(shè)置幾層噴嘴，脫硫劑由噴嘴噴出形成液霧，通過(guò)液滴與煙氣的充分接觸來(lái)完成傳質(zhì)過(guò)程。噴淋塔主體為圓柱形，塔體內(nèi)配置有多個(gè)高效噴嘴及高效除霧裝置，漿液在吸收塔內(nèi)通過(guò)高效霧化噴嘴霧化，霧化覆蓋面積可達(dá)200%，形成良好的氣液接觸反應(yīng)界面，煙氣進(jìn)入塔內(nèi)之后勻速上升，與霧狀噴液進(jìn)行全面高效混合接觸，脫除SO2等酸性氣體。根據(jù)燃煤含硫量、脫硫效率等，一般在脫硫塔內(nèi)布置5層噴嘴。噴嘴形式和噴淋壓力對(duì)液滴直徑有明顯的影響。減少液滴直徑和延長(zhǎng)液滴在塔內(nèi)的停留時(shí)間，可以起到增加傳質(zhì)表面積與提高脫硫效率的作用。液滴在塔內(nèi)的停留時(shí)間與液滴直徑、噴嘴出口速度及煙氣流動(dòng)方向有關(guān)。帶霧滴的煙氣上升至高效除霧裝置時(shí)，通過(guò)除霧裝置的作用，氣液接觸進(jìn)行二次吸收并同時(shí)得到有效分離，從而避免了煙氣夾帶霧沫，最大限度地減少了煙氣帶水現(xiàn)象。

3 脫硫工藝流程

3.1 煙氣上的處理

工廠制造中形成的煙氣一般會(huì)進(jìn)入到靜電的除塵裝置中，并途徑引風(fēng)機(jī)，這時(shí)就會(huì)進(jìn)入到脫硫的裝置中了；煙氣進(jìn)入到裝置的內(nèi)部以后就會(huì)與脫硫的溶液產(chǎn)生逆向的接觸，并在接觸的過(guò)程中發(fā)生反應(yīng)，反應(yīng)的過(guò)程中會(huì)將煙氣中的SO2給去掉，最后在將霧氣的霧滴給去除，達(dá)到濕度上的要求，此時(shí)的含水量為<75mg/Nm3；這些步驟都經(jīng)過(guò)以后就可以直接排放了。其中，進(jìn)行煙氣的脫硫環(huán)節(jié)時(shí)，物質(zhì)的三種形態(tài)固、氣與液會(huì)進(jìn)行充分的接觸，煙氣中的一些粉塵也會(huì)隨著脫硫的進(jìn)行分離出來(lái)，這讓粉塵的濃度也得到了進(jìn)一步的降低。

3.2 脫硫液系統(tǒng)

電石渣混漿池中的需要與工業(yè)上的水進(jìn)行混合，并調(diào)配調(diào)配處理?；鞚{池上面比較小的顆粒會(huì)被電石漿的溶液運(yùn)送到水循環(huán)水池中，并做苛化上的化學(xué)反應(yīng)。底部較大的顆粒也會(huì)有自己的排石渠道，漿池底部設(shè)置的一個(gè)管道會(huì)將電石渣排回到原來(lái)的渣池中。而混漿池底會(huì)鋪設(shè)一些溢流管，這些溢流管道主要的作用是可以將混漿池的溶液保持一個(gè)額定的溶液水位，保障溢流液的回流。

電石渣中的循環(huán)水池是由反應(yīng)池與氧化池等幾個(gè)部分組成，進(jìn)行過(guò)脫硫處理的廢液會(huì)由排水溝流到反應(yīng)池中，這時(shí)，電石渣溶液發(fā)生苛化反應(yīng)并產(chǎn)生CaSO3與NaOH溶液。CaCO3溶液會(huì)與空氣中的氧原子發(fā)生反應(yīng)，此時(shí)CaCO3就會(huì)形成CaSO4沉淀，形成CaSO4沉淀以后會(huì)由沉淀池底部被抽到沉渣池中，漂浮在上層的比較清徹的溶液回流到清水池中進(jìn)行鈉與堿元素上的補(bǔ)充。溶液PH值經(jīng)過(guò)調(diào)節(jié)以后，會(huì)再由流水泵中輸送到脫硫塔中，進(jìn)行脫硫的處理。

4 關(guān)于結(jié)垢的有關(guān)問(wèn)題

4.1 電石渣輸送部分

電石渣漿溶液的主要成分是是NaOH。溶液在進(jìn)行輸送的過(guò)程中，因管道是全封閉的形式，所以溶液不會(huì)與空氣中的氧氣相接觸，也就不會(huì)形成碳酸鈣沉淀。此時(shí)管道中的溶液流速會(huì)很快不易出現(xiàn)堵塞的情況。

4.2 脫硫塔內(nèi)部

此時(shí)要進(jìn)行的脫硫工藝方法采用的是鈉鈣雙堿法，脫硫塔中的脫硫溶液主要成分構(gòu)成為NaOH以及少量的Ca（OH）2，而溶液進(jìn)行脫離的脫硫的處理以后，會(huì)形成碳酸鈉為主要成分的混合物，此時(shí)的混合物中會(huì)含有很少量的CaSO4與CaCO3等成分。

在脫硫塔內(nèi)，氣液接觸前后（即噴淋系統(tǒng)的上下方）的塔壁面為“濕-干”交界區(qū)，最容易出現(xiàn)結(jié)垢，即所謂的“濕-干”結(jié)垢。由于氣液接觸后的漿液中含有CaSO4、CaSO3、CaCO3且飛灰中含有硅、鐵、鋁等的化合物，這些物質(zhì)具有較大的粘性，當(dāng)漿液碰撞到塔壁時(shí)，部分物質(zhì)便會(huì)粘附在塔壁上而沉降下來(lái)。除霧器的結(jié)垢類型也屬“濕-干”結(jié)垢，是由于霧滴所攜帶的漿液碰到折板形成的。“濕-干”結(jié)垢需要及時(shí)沖洗，沖洗結(jié)構(gòu)一般選用噴嘴裝置。塔壁面處“濕-干”交界區(qū)，沖洗方式可采用連續(xù)沖洗或間隔沖洗，間隔沖洗的周期一般應(yīng)在30min內(nèi)。除霧器采用工業(yè)水進(jìn)行間隔沖洗，沖洗周期一般為15～30min，由電動(dòng)給水閥門(mén)控制周期沖洗程序供水。煙氣中攜帶的極少量的飛灰會(huì)在除霧器上沉積，但因除霧器設(shè)置的沖洗裝置會(huì)定時(shí)自動(dòng)沖洗，所以不會(huì)造成堵塞。

4.3 脫硫環(huán)節(jié)完成之后

進(jìn)行脫硫的過(guò)程中如果采用了鈉鈣雙堿的方法，脫硫之后產(chǎn)生的廢液主要成分為CaSO4。CaSO4是一種不含沉淀的溶液，也就不會(huì)使得脫硫塔與循環(huán)水池中間的輸送管產(chǎn)生堵塞的情況。一般情況下，如果采用含有鈣元素制劑進(jìn)行脫硫上的處理。那么在脫硫的過(guò)程中很有可能產(chǎn)生沉淀。原因是鈣元素本身比較容易與其它溶液發(fā)生反應(yīng)形成沉淀性物質(zhì)。所以采用那減溶液進(jìn)行脫硫處理是國(guó)際上比較通用的一種方式。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，脫硫過(guò)程中產(chǎn)生結(jié)垢的問(wèn)題已得到妥善的解決。這可以保障脫硫裝置可以進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的使用，并保持脫硫裝置工作的穩(wěn)定性。再利用濕法脫硫方法進(jìn)行脫硫處理時(shí)，一定要按照脫硫過(guò)程中的操作步驟進(jìn)行，仔細(xì)的對(duì)結(jié)垢情況進(jìn)行監(jiān)控，防止脫硫過(guò)程中產(chǎn)生過(guò)多沉淀堵塞管道。

結(jié)束語(yǔ)

在世界煤炭消費(fèi)的排名中我國(guó)屬于第一大國(guó)。與此同時(shí)，我國(guó)鍋爐中的燃料也多為煤炭，在鍋爐上的配置上多為小型的無(wú)環(huán)保配置鍋爐，這種小型無(wú)環(huán)保裝置的鍋爐一年可以產(chǎn)生，二氧化碳?xì)怏w總量為一千噸左右。如果對(duì)產(chǎn)生的有害氣體還沒(méi)有進(jìn)行脫硫處理的話，那么就會(huì)對(duì)我國(guó)的大氣產(chǎn)生很嚴(yán)重的污染。所以，電石渣脫硫技術(shù)的廣泛推廣已經(jīng)刻不容緩。

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