武秀梅

(南寧化工股份有限公司，廣西 南寧 530031)

目前國內(nèi)治理二氧化硫的主要途徑有燃燒前脫硫、燃燒中脫硫、燃燒后脫硫。燃燒后脫硫，又稱煙氣脫硫（Flue gas desulfurization，簡(jiǎn)稱FGD）。在FGD技術(shù)中，按脫硫劑的種類劃分，可分為以下5種方法：以CaCO3（石灰石）為基礎(chǔ)的鈣法，以MgO為基礎(chǔ)的鎂法，以Na2SO3為基礎(chǔ)的鈉法，以NH3為基礎(chǔ)的氨法，以有機(jī)堿為基礎(chǔ)的有機(jī)堿法。世界上普遍使用的商業(yè)化技術(shù)是鈣法，所占比例在90%以上。按吸收劑及脫硫產(chǎn)物在脫硫過程中的干濕狀態(tài)又可將脫硫技術(shù)分為濕法、干法和半干（半濕）法。濕法FGD技術(shù)是用含有吸收劑的溶液或漿液在濕狀態(tài)下脫硫和處理脫硫產(chǎn)物，具有脫硫反應(yīng)速度快、設(shè)備簡(jiǎn)單、脫硫效率高等優(yōu)點(diǎn)，因此石灰-石膏濕法鍋爐煙氣脫硫技術(shù)的應(yīng)用范圍較廣。

氯堿行業(yè)在生產(chǎn)電石法聚氯乙烯的過程中會(huì)產(chǎn)生電石渣，電石渣的產(chǎn)生曾一度成為制約電石法聚氯乙烯生產(chǎn)的難題。電石渣漿應(yīng)用于鍋爐煙氣脫硫的技術(shù)為電石渣的處理提供了一條清潔的、可持續(xù)的一種循環(huán)利用模式。

1 鍋爐煙氣爐外脫硫除塵技術(shù)

1.1 工藝流程

煙氣經(jīng)過布袋除塵器除塵后由引風(fēng)機(jī)進(jìn)入脫硫裝置與脫硫劑（電石渣漿）反應(yīng)，去除煙氣中的SO2，SO2降低至規(guī)定濃度以下，然后經(jīng)過裝置上段的除霧裝置分離煙氣中的霧滴，經(jīng)過煙道加熱器加熱升溫后的煙氣進(jìn)入煙囪達(dá)標(biāo)排放。聚氯乙烯廠將電石渣漿液送到電石渣漿液罐，然后用電石渣輸送泵輸送到脫硫塔。循環(huán)泵將塔內(nèi)電石渣漿液循環(huán)送到噴淋層進(jìn)行噴淋脫硫。電石渣漿液與煙氣接觸反應(yīng)后，進(jìn)入脫硫塔底部的持液槽，經(jīng)攪拌器攪拌和氧化風(fēng)機(jī)氧化后形成石膏漿液，由石膏漿液排出泵抽出，通過水力旋流器和真空過濾機(jī)對(duì)石膏漿液進(jìn)行脫水處理；水力旋流器的溢流液和水平真空過濾機(jī)的濾液回流到電石渣漿液溢流罐，然后由溢流漿液泵輸送到脫硫塔底部的持液槽經(jīng)循環(huán)泵循環(huán)使用，而脫水后石膏外送水泥廠生產(chǎn)使用。

1.2 工作機(jī)理

(1) 在脫硫吸收塔內(nèi)，煙氣中的SO2首先被漿液中的水吸收，形成亞硫酸，并部分電離：

(2) 與吸收塔漿液中的Ca(OH)2細(xì)顆粒反應(yīng)生成CaSO3·1/2H2O細(xì)顆粒：

(3) CaSO3·1/2H2O被鼓入的空氣中的氧氣氧化，最終生成石膏CaSO4·2H2O

上述反應(yīng)中第一步是較關(guān)鍵的一步，即SO2被漿液中的水吸收。根據(jù)SO2的化學(xué)特性，SO2在水中能發(fā)生電離反應(yīng)，易于被水吸收，只要有足夠的水，就能將煙氣中絕大部分SO2吸收下來。但隨著漿液中和離子數(shù)量的增加，漿液的吸收能力不斷下降，直至完全消失。因此要保證系統(tǒng)良好的吸收效率，不僅要有充分的漿液量和充分的氣液接觸面積，還要保證漿液的充分新鮮。上述反應(yīng)中第二步和第三步其實(shí)是更深一步的反應(yīng)過程，目的就是不斷地去掉漿液中的和離子，以保持漿液有充分的吸收能力，從而推動(dòng)第一步反應(yīng)的持續(xù)進(jìn)行。

2 電石渣漿替代石灰在石灰-石膏濕法鍋爐煙氣脫硫技術(shù)的應(yīng)用效果

南寧化工股份有限公司5#爐和6#爐分別是35t·h-1和65t·h-1的中壓煤粉鍋爐，配套的脫硫除塵設(shè)施為麻石水膜除塵脫硫一體化的裝置，隨著使用年限的增加，效率低下。這種技術(shù)除塵效率低且不穩(wěn)定，不屬于國家節(jié)能減排技術(shù)，為進(jìn)一步提高煙氣的除塵脫硫效率，建設(shè)單位擬按照國家減排要求對(duì)5#爐和6#爐的煙氣除塵脫硫設(shè)備進(jìn)行改造。根據(jù)煙氣脫硫效率及本企業(yè)的實(shí)際情況，煙氣除塵采用布袋除塵器，脫硫工藝采用電石渣漿-石膏法（濕式），脫硫劑采用本企業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的電石渣漿液，同時(shí)達(dá)到廢渣綜合利用的目的。

項(xiàng)目建設(shè)內(nèi)容包括新增脫硫塔、布袋除塵器、引風(fēng)機(jī)、真空皮帶脫水機(jī)等裝置，替代原水膜麻石脫硫除塵裝置，利用現(xiàn)有公用工程和設(shè)施進(jìn)行鍋爐煙氣脫硫技術(shù)改造，項(xiàng)目新增脫硫工藝樓、5#爐引風(fēng)機(jī)房、6#爐引風(fēng)機(jī)房、循環(huán)泵房及煙道支架，建筑面積約1125m2。項(xiàng)目總投資2134.64萬元。

2.1 原水膜麻石塔脫硫除塵設(shè)施運(yùn)行效果

項(xiàng)目改造前，脫硫除塵設(shè)施的運(yùn)行情況具體為：脫硫效率為50%，未安裝在線監(jiān)測(cè)設(shè)施的情況下，SO2的平均排放濃度＞900mg·Nm-3，高于國家排放標(biāo)準(zhǔn)GB 13271-2001《鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》Ⅱ時(shí)段、二類區(qū)要求（≤900mg·Nm-3）。

2.2 改造后的脫硫設(shè)施運(yùn)行效果

以電石漿替代石灰應(yīng)用于石灰-石膏濕法鍋爐煙氣脫硫后，2011年，設(shè)施的脫硫效率為98.8%，SO2的平均排放濃度為117mg·Nm-3；2012年，設(shè)施的脫硫效率為92.9%，SO2的平均排放濃度為103mg·Nm-3。設(shè)施建成投運(yùn)后，整個(gè)脫硫系統(tǒng)運(yùn)行平穩(wěn)，在線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)顯示SO2平均排放濃度為100～200mg·Nm-3，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于國家900 mg·Nm-3的排放標(biāo)準(zhǔn)。

2.3 脫硫設(shè)施在運(yùn)行過程中出現(xiàn)的問題

2.3.1 電石渣漿供應(yīng)不足，造成脫硫效率下降

原因分析：由于電石渣漿容易結(jié)垢，易造成管道堵塞，致使脫硫劑供應(yīng)不足，造成脫硫效率下降。

處置措施：(1) 對(duì)電石渣漿的輸送管道進(jìn)行反沖洗。(2) 同時(shí)啟動(dòng)備用脫硫劑系統(tǒng)，開啟石灰乳漿液管閥門，送石灰乳漿液暫時(shí)代替電石渣漿液進(jìn)行脫硫。

2.3.2 電石渣漿濃度不均衡，造成脫硫效率時(shí)高時(shí)低

原因分析：原電石渣漿的輸送系統(tǒng)與聚氯乙烯的生產(chǎn)系統(tǒng)直接相連，生產(chǎn)系統(tǒng)的不穩(wěn)定容易造成電石渣漿的濃度不穩(wěn)定。

處置措施：在輸送系統(tǒng)前增加均質(zhì)池，使送脫硫系統(tǒng)的電石渣漿濃度均衡穩(wěn)定。

3 結(jié)論

在實(shí)際運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)利用電石渣作為脫硫劑的脫硫效果要比石灰乳的較果更為突出，由于電石渣的主要成分為氫氧化鈣，電石渣是電石與水反應(yīng)放出乙炔氣體后形成的，比表面積大于石灰乳，因此脫硫的效果會(huì)更好。

利用電石渣漿作為脫硫劑用于濕法鍋爐煙氣脫硫技術(shù)是可行的，能夠達(dá)到預(yù)期效果，并實(shí)現(xiàn)了企業(yè)“以廢治廢”，綜合利用的循環(huán)經(jīng)濟(jì)模式。