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電石渣粉作為脫硫劑的綜合利用

趙曉勇1呂學鑫2徐科2

（1.寧夏京能寧東發(fā)電有限責任公司，寧夏靈武751400；2.寧夏峰業(yè)環(huán)?？萍加邢薰?，寧夏靈武751400）

應“推動燃煤電廠超低排放改造”的環(huán)保要求，推進煤炭清潔高效利用，促進節(jié)能減排和大氣污染治理，脫硫系統(tǒng)增容改造成本大，運行成本增加。使用電石渣粉摻配石灰石作為石灰石-石膏濕法煙氣脫硫劑，能夠有效控制脫硫效率，降低SO2排放濃度，減少環(huán)境污染，減少石灰石粉消耗量，實現(xiàn)CO2減排，為固廢綜合利用帶來的經(jīng)濟效益、社會效益顯著。

燃煤電廠；煙氣脫硫；電石渣；濕法脫硫

寧夏京能寧東發(fā)電有限責任公司有2臺2×660MW機組。電廠于2013年進行雙塔雙循環(huán)工藝的可行性研究，于2014年和2015年進行脫硫增容改造，采用雙塔雙循環(huán)工藝濕法脫硫。該工藝對現(xiàn)有SO2吸收系統(tǒng)進行增容，新增一套石灰石粉配制石灰石漿液系統(tǒng)，對現(xiàn)有石膏脫水廢水系統(tǒng)進行增容改造，提高脫硫效率。利用電石渣粉摻配石灰石粉結果表明，該法脫硫劑用量減少，運行成本和檢修維護成本降低，減輕了雙塔雙循環(huán)運行成本增高的問題。脫硫增容改造后的流程圖見圖1。

1　電石渣粉與石灰石粉脫硫原理及工藝流程

石灰石粉是典型的脫硫劑產(chǎn)品，電石渣是生產(chǎn)乙炔后的產(chǎn)物Ca（OH）2，通過對電石渣加工成電石渣粉，達到與石灰石粉品質(zhì)一樣的產(chǎn)品，以此與石灰石粉進行摻配，作為脫硫劑而進行煙氣脫硫的一種方法，其主要的化學反應過程如下［1］。

2　電石渣粉的優(yōu)點

①通過上述化學方程式可以看出，電石渣粉遇水生成強堿性的Ca（OH）2溶液，SO2是酸性氧化物，所以二者相遇會發(fā)生強烈的、非可逆的酸性中和反應，其反應速度遠遠高于石灰石粉（主要成分是CaCO3）與SO2之間發(fā)生的弱酸、弱堿鹽的系列反應。得出結論，電石渣粉的反應速率及活性高于常規(guī)脫硫劑石灰石粉。

表1　電石粉摻配石灰石混合制成1∶2漿液試驗數(shù)據(jù)分析

圖1　脫硫增容改造后的流程圖

②電石渣粉表面積（化學反應表面積）是石灰石粉的2倍左右，能夠與SO2充分、迅速反應，不會有殘留。而由于石灰石粉體表面積小，CaCO3為弱堿鹽，石灰石粉有10%雜質(zhì)等原因，會使石灰石粉有10%～20%不發(fā)生反應，殘留在吸收塔內(nèi)，造成沉積甚至結垢。

③電石渣粉為強堿，CaCO3為弱堿鹽，相同質(zhì)量下的電石渣粉和CaCO3，對提高吸收塔漿液pH值的效果和速度前者要遠遠大于后者。

④由于電石渣粉體表面積大、活性強，所以，飛灰等影響漿液品質(zhì)的雜質(zhì)和氯離子等均不能影響其反應，對已經(jīng)被雜質(zhì)惡化的漿液有很好的治理作用。

⑤電石渣粉與CaCO3的分子質(zhì)量之比為74/100，即吸收同質(zhì)量的SO2所消耗的電石渣粉與CaCO3質(zhì)量之比為74/100，而又由于石灰石粉含有10%雜質(zhì)等原因，會使石灰石粉有10%～20%不發(fā)生反應。所以，以電石渣粉作為脫硫劑，與石灰石粉摻配1∶2，消耗量減少約20%。

⑥電石渣粉硬度低于石灰石粉，且電石渣粉為強堿，對設備、管道的磨損、堵塞、酸腐蝕減少，提高設備可靠性能。

3　試驗數(shù)據(jù)

電石粉摻配石灰石混合制成1∶2漿液試驗數(shù)據(jù)分析結果見表1。

4　經(jīng)濟效益顯著

①根據(jù)試驗結果分析，按照電石渣粉作為脫硫劑與石灰石粉摻配1∶2使用比單純使用石灰石粉脫硫，節(jié)省石灰石粉耗量約20%。②若原煙氣硫份小于4 000mg/m3，按照電石渣粉作為脫硫劑與石灰石粉摻配1∶2使用，運行三臺漿液循環(huán)泵脫硫率達到99.1%，可降低電耗（節(jié)省1臺漿液循環(huán)泵）。③電石渣粉作為脫硫劑與石灰石粉摻配1 ∶2使用使吸收塔漿液密度得到有效控制，石膏脫水系統(tǒng)運行時間減少，脫硫漿液循環(huán)泵、氧化風機、吸收塔攪拌器等設備電流減小2A左右，可有效降低脫硫廠用電率。綜上所述使用，以電石渣粉、石灰石按1∶2比例混合漿液作為脫硫劑取得的經(jīng)濟效益顯著。

5　環(huán)境保護成效

①減少火電廠脫硫SO2排放量，保護環(huán)境、推動燃煤電廠超低排放；②有效控制耗電量，降低設備運行電耗，降低脫硫廠用電率，減少脫硫劑消耗，響應國家節(jié)能減排號召；③電石渣粉作為脫硫劑吸收鍋爐尾氣中的二氧化碳，對火電廠低碳排放作出巨大貢獻。

6　結論

隨著煤種變化的影響，環(huán)保意識不斷強化，在資源可持續(xù)發(fā)展的理念下，通過對石渣粉、石灰石按1∶2比例混合，既節(jié)約資源，也可降低對環(huán)境的影響，在降低脫硫增容改造運營成本的同時實現(xiàn)火電廠低硫低碳排放。

［1］朱青青.電石渣在電廠煙氣脫硫中的應用［D］.蘭州：蘭州理工大學，2006.

Comprehensive Utilization of Calcium Carbide Slag Powder as Desulfurization Agent

Zhao Xiaoyong1Lv Xuexin2Xu Ke2
（1.Ningxia Jingneng Ningdong Electric Power Co.Ltd.，Lingwu Ningxia 751400；2.Ningxia Fengye Industry Environmental Protection Technology Co.Ltd.，Lingwu Ningxia 751400）

In response to"promote the ultra low emission coal-fired power plant transformation"environmental requirements，promoting clean and efficient use of coal，promoting energy conservation and emission reduction and air pollution control，desulfurization system capacity increasing cost，operating costs increased.Carbide slag powder mixed with limestone was used as limestone-gypsum wet flue gas desulfurization agent，to effectively control the desulfurization efficiency，reduce SO2，reduce environmental pollution，reduce lime stone powder consumption，bring significant social and economic benefit for the comprehensive utilization of solid waste.

coal fired power plant；flue gas desulfurization；carbide slag；wet desulfurization

X701.3

A

1003-5168（2016）07-0148-02

2016-06-13

趙曉勇（1982-），男，?？?，助理工程師，研究方向：火電廠環(huán)保設施運行管理。