提高脫硫系統(tǒng)電石渣投入率

摘 要：金橋熱電廠自2017年3月由于節(jié)能環(huán)保以及降本增效的需求開始采用電石渣作為脫硫吸收劑，通過調(diào)整吸收塔漿液供漿流量穩(wěn)定漿液PH值，提高石膏旋流器的運(yùn)行工況減少漿液中雜質(zhì)含量，最終實(shí)現(xiàn)全部采用電石渣作為脫硫劑，在電力系統(tǒng)脫硫行業(yè)實(shí)現(xiàn)了廢棄物綜合利用的循環(huán)經(jīng)濟(jì)模式。

關(guān)鍵詞：常規(guī)脫硫吸收劑；工業(yè)電石渣；吸收塔漿液品質(zhì)；石膏旋流器；循環(huán)經(jīng)濟(jì)

金橋熱電廠原設(shè)計(jì)采用石灰石-石膏濕法全煙氣脫硫工藝。呼和浩特三聯(lián)化工在生產(chǎn)聚氯乙烯過程中，產(chǎn)生大量的強(qiáng)堿性化學(xué)廢料電石渣（主要成分為氫氧化鈣），電石渣具有吸收煙氣中二氧化硫的化學(xué)特性，基本可以滿足脫硫工藝各項(xiàng)要求，可以保證脫硫效率達(dá)標(biāo)。2017年3月金橋熱電廠采用30%電石渣以及70%石灰石混合作為脫硫吸收劑。由于電石渣為工業(yè)產(chǎn)生的廢棄物，成分復(fù)雜，調(diào)整不當(dāng)會(huì)影響煙氣脫硫過程中的一系列化學(xué)反應(yīng)，從而干涉整個(gè)煙氣脫硫系統(tǒng)化學(xué)反應(yīng)的進(jìn)行，容易造成吸收塔漿液品質(zhì)惡化，石膏脫水困難以及石膏品質(zhì)下降。在下文中，通過對(duì)電石渣投入率不能提高的問題進(jìn)行分析，并提出針對(duì)性的建議進(jìn)行有效的解決，從而提高電石渣的投入率。

1 電石渣投入后對(duì)脫硫系統(tǒng)影響的主要原因

通過對(duì)脫硫系統(tǒng)的電石渣摻配做為脫硫劑使用后脫硫系統(tǒng)運(yùn)行狀況展開調(diào)查之后發(fā)現(xiàn)，電石渣粉的細(xì)度250目篩網(wǎng)過篩率大于80%，達(dá)到廠脫硫運(yùn)行規(guī)程規(guī)定；電石渣粉中CaO≥60%.保證了電石渣的主要有效成分含量達(dá)標(biāo)；入爐煤含硫量變化穩(wěn)定，表明煙氣中SO2的濃度也波動(dòng)平穩(wěn)；對(duì)吸收塔電石渣漿液PH值控制系統(tǒng)來說，煙氣量變化是最主要的外界干擾因素，機(jī)組負(fù)荷波動(dòng)并未對(duì)電石渣漿液中的PH造成干擾；氧化風(fēng)量影響亞硫酸鹽的氧化，石膏脫水氧化風(fēng)機(jī)在運(yùn)行過程中氧化風(fēng)量充足；吸收塔內(nèi)漿液液位在合格范圍內(nèi)，未對(duì)塔內(nèi)氧化反應(yīng)及硫酸鈣結(jié)晶產(chǎn)生影響。電廠除灰運(yùn)行經(jīng)布袋除塵后的煙氣煙塵含量小于5 mg/Nm3，不會(huì)影響電石渣脫硫效率，下面對(duì)影響電石渣投入率低的兩個(gè)原因，作重點(diǎn)介紹：

1.1 吸收塔漿液供漿流量控制不當(dāng)

吸收塔漿液PH是控制脫硫反應(yīng)過程的一個(gè)重要參數(shù)，控制PH值就是控制進(jìn)入吸收塔的電石渣漿液量。PH的過高抑制氧化反應(yīng)，并且使大量的電石渣混入石膏中，造成石膏脫水困難，過低則不利于保證脫硫效率，必須確定一個(gè)合理的PH值。石膏的漿液密度反映了吸收塔中漿液的飽和情況，密度過低，則表明吸收塔石膏含量低，不利于石膏脫水；密度過高，不利于氫氧化鈣溶解，導(dǎo)致石膏中氫氧化鈣含量升高，造成石膏脫水困難。使用電石渣粉后，由于電石渣漿液反應(yīng)速度快，造成吸收塔漿液PH值和密度波動(dòng)較大，PH和漿液密度的變化影響了漿液的品質(zhì)。

1.2 石膏旋流器運(yùn)行狀況差

石膏旋流器的主要作用是對(duì)達(dá)到一定密度的石膏漿液進(jìn)行旋流分離，分離后密度較大的石膏漿液進(jìn)入脫水機(jī)進(jìn)行脫水，密度較低的部分石膏漿液應(yīng)返回吸收塔繼續(xù)參加反應(yīng)。返回吸收塔中的密度較低的石膏漿液攜帶大量雜質(zhì)，直接影響吸收塔漿液品質(zhì)。增加了吸收塔中漿液雜質(zhì)的含量。雜質(zhì)夾雜在石膏結(jié)晶之間，堵塞了游離水在結(jié)晶之間的通道，使石膏脫水變得困難，石膏旋流器運(yùn)行良好，可以有效的降低吸收塔內(nèi)漿液的雜質(zhì)和氯離子含量，保證石膏中亞硫酸鹽及雜質(zhì)含量達(dá)標(biāo)，從而保證石膏品質(zhì)。通過調(diào)查數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)石膏旋流器底流和溢流出口固含量大部分時(shí)候超標(biāo)，導(dǎo)致返回吸收塔漿液的雜質(zhì)量增加，進(jìn)一步導(dǎo)致吸收塔漿液品質(zhì)惡化。吸收塔內(nèi)漿液的酸不溶物含量在3.23%-8.49%波動(dòng)。超出控制范圍。

2 提高脫硫系統(tǒng)電石渣投入率的優(yōu)化改進(jìn)措施

為了提高脫硫系統(tǒng)電石渣的投入率，必須合理控制吸收塔內(nèi)漿液供漿流量，提高石膏旋流器的運(yùn)行工況使吸收塔漿液品質(zhì)合格。

2.1 通過調(diào)整電石渣粉比率，依據(jù)吸收塔漿液PH值找到最適合的電石渣粉供漿量

（1）縮小吸收塔漿液PH控制范圍為4.9-5.3，優(yōu)化供漿邏輯，由間斷較高流量供漿改為連續(xù)小流量供漿。

原石灰石漿液運(yùn)行工況下吸收塔漿液PH控制范圍為4.8-5.5，現(xiàn)通過調(diào)節(jié)吸收塔漿液電石渣的供給量，控制循環(huán)漿液的PH值在4.9-5.3之間，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析結(jié)果與實(shí)時(shí)工況及時(shí)調(diào)整電石渣供漿液量，在初始漿液PH值5.5的基礎(chǔ)上，根據(jù)煙氣脫硫效率的實(shí)際工況，通過調(diào)節(jié)電石渣漿的供應(yīng)量，逐步降低漿液PH但不低于4.9。降低脫硫塔內(nèi)循環(huán)漿液亞硫酸鈣含量。

（2）增加供漿調(diào)節(jié)自動(dòng)門，通過調(diào)節(jié)供漿流量降低吸收塔漿液PH波動(dòng)幅度，在不同負(fù)荷工況下保證脫硫系統(tǒng)二氧化硫出口參數(shù)。

對(duì)于SO2的吸收，PH值越高越好，但PH值越低，電石渣的溶解越好，因此PH值的過高不利于石膏的形成。電石渣漿液在吸收塔內(nèi)的反應(yīng)速度要比石灰石漿液快的多，因此漿液PH值就會(huì)反應(yīng)出波動(dòng)幅度大的情況，在保證漿液PH值在合格范圍的前提下，在#1機(jī)負(fù)荷為50%，75%，100%工況下，根據(jù)進(jìn)口煙氣的數(shù)據(jù)，供漿自動(dòng)門及時(shí)調(diào)整開度，以保證設(shè)定的吸收塔內(nèi)漿液的PH值。保證脫硫效率在99%以上。

通過下圖明顯看出，縮小吸收塔電石渣漿液PH值控制范圍并及時(shí)調(diào)整電石渣加入量，供漿自動(dòng)門隨著負(fù)荷及進(jìn)口煙氣SO2的變化自動(dòng)調(diào)節(jié)開度。使吸收塔漿液PH值在控制標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)平穩(wěn)波動(dòng)，保證了吸收塔內(nèi)電石渣漿液反應(yīng)完全，亞硫酸鹽含量合格，保證石膏品質(zhì)。

2.2 對(duì)脫硫系統(tǒng)石膏旋流器部分管道進(jìn)行切改與增加

（1）在石膏旋流器溢流箱至吸收塔管道中段新增一根管道接入濾液水箱，并安裝手動(dòng)閥，以便于控制漿液溢流部分返回吸收塔或外排。

（2）在石膏旋流器底流下漿管道中段增設(shè)一根至吸收塔管道，以提高石膏旋流器的運(yùn)行靈活性。在脫水系統(tǒng)停運(yùn)情況下，石膏旋流器可獨(dú)立運(yùn)行排放廢水。

（3）吸收塔漿液密度控制范圍降為1080 kg/m3-1140 kg/m3。

對(duì)1#，2#脫硫系統(tǒng)石膏旋流器部分管道進(jìn)行切改與增加后，隨時(shí)根據(jù)吸收塔漿液品質(zhì)調(diào)整溢流和底流漿液的去向，一、二級(jí)脫水系統(tǒng)運(yùn)行靈活性大幅提高?？呻S時(shí)切換、調(diào)整脫硫廢水的排放時(shí)間、排放量，使整個(gè)吸收塔漿液的雜質(zhì)含量降低，漿液密度保持在控制范圍內(nèi)，也保障了石膏的脫水效果以及吸收塔漿液品質(zhì)得以提高。

通過下圖明顯看出實(shí)施后，脫硫劑全部為電石渣粉的工況下，吸收塔漿液酸不溶物有明顯的降低，漿液中質(zhì)量較輕，懸浮于漿液表面的雜質(zhì)得以有效排出。避免了由于漿液中雜質(zhì)含量不斷增加，最終抑制石膏結(jié)晶，影響石膏脫水。改造后，為提高漿液品質(zhì)、保證脫硫系統(tǒng)安全、穩(wěn)定運(yùn)行提供有力保障。

3 結(jié)語(yǔ)

通過設(shè)備改造，制定并實(shí)施一系列優(yōu)化運(yùn)行措施活動(dòng)，脫硫系統(tǒng)電石渣投入率由30%提高到100%，節(jié)約了電廠脫硫劑費(fèi)用，2017年9-12月僅四個(gè)月減少二氧化碳排放約6310.62噸，大幅提高了脫硫系統(tǒng)的穩(wěn)定性，安全性，更好地實(shí)現(xiàn)脫硫煙氣的達(dá)標(biāo)排放，三聯(lián)化工擺脫了由于大量電石渣無法處理而影響PVC產(chǎn)量的行業(yè)難題，企業(yè)效益得以提升。在系統(tǒng)內(nèi)，金橋電廠首先100%采用三聯(lián)化工產(chǎn)生的工業(yè)化學(xué)危廢電石渣替代石灰石作為脫硫吸收劑，經(jīng)過權(quán)威機(jī)構(gòu)的專家們的性能監(jiān)測(cè)論證可行之后，得到了廣泛的推廣應(yīng)用，目前京能盛樂電廠，蒙能金山電廠，內(nèi)蒙古大唐托電公司等都吸取我廠成功經(jīng)驗(yàn)，開始采用電石渣作為脫硫吸收劑，呼和浩特市周圍300公里以內(nèi)的所有電廠均采用電石渣作為脫硫吸收劑。推動(dòng)了資源利用方式的根本轉(zhuǎn)變，因地制宜的變廢為寶，符合國(guó)家發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)，建設(shè)節(jié)約型社會(huì)的方針。

參考文獻(xiàn)：

[1]呼和浩特金橋熱電廠1號(hào)機(jī)組脫硫系統(tǒng)采用電石渣作吸收劑性能評(píng)估試驗(yàn)報(bào)告.西安熱工研究院有限公司，2017.

[2]脫硫裝置一級(jí)脫水系統(tǒng)石膏旋流器改造方案.金橋熱電廠，2017.

[3]陳小明.電石渣石膏濕法脫硫工藝的研究與探討.寧夏科學(xué)家論壇，2011.

作者簡(jiǎn)介：尚錦梅（1975-），女，助理工程師，畢業(yè)于華北電力大學(xué)北京電力管理干部學(xué)院，現(xiàn)任華能北方聯(lián)合電力呼和浩特金橋熱電廠運(yùn)行部化學(xué)實(shí)驗(yàn)室副班長(zhǎng)。