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        75t/h循環(huán)流化床爐電石渣脫硫?qū)嵗治?/h1>
        2017-11-22 00:55:28葉詩瑛
        綠色環(huán)保建材 2017年5期
        關(guān)鍵詞:石渣脫硫劑石灰石

        葉詩瑛

        合肥熱電集團(tuán)有限公司

        75t/h循環(huán)流化床爐電石渣脫硫?qū)嵗治?/p>

        葉詩瑛

        合肥熱電集團(tuán)有限公司

        二氧化硫是大氣主要?dú)怏w污染物之一,主要來源于燃煤鍋爐排放。通過煙氣脫硫技術(shù)可實現(xiàn)二氧化硫的減排,本文通過對電石渣脫硫可行性和經(jīng)濟(jì)性分析的基礎(chǔ)上,探討電石渣脫硫的優(yōu)缺點(diǎn),對于電石渣的脫硫應(yīng)用提供了技術(shù)支持和理論基礎(chǔ)。

        電石渣;脫硫;經(jīng)濟(jì)性分析

        1 前言

        隨著國家對主要污染物減排工作的嚴(yán)格要求,SO2排放控制受各級環(huán)保行政主管部門的高度重視。目前,煙氣脫硫技術(shù)作為我國控制SO2排放的重要手段之一,常用鈣吸收法,脫硫劑一般采用CaCO3、CaO或Ca(OH)2,運(yùn)行成本較高。如何開發(fā)低成本、高效率的脫硫劑具有重要的理論和現(xiàn)實意義。

        電石渣是生產(chǎn)乙炔、聚氯乙烯(PVC)、聚乙烯醇等過程中排出的廢渣,據(jù)統(tǒng)計,每年我國有數(shù)百萬噸電石渣露天堆放,造成了嚴(yán)重的環(huán)境污染問題。電石渣的主要成分為Ca(OH)2,且質(zhì)量分?jǐn)?shù)通常都能達(dá)到80%以上,屬于中等強(qiáng)度的堿性物質(zhì),易溶于水,具有潛在的脫硫潛力。因此,本文以某熱電廠75t/h循環(huán)流化床鍋爐為例,探討電石渣脫硫的可行性和經(jīng)濟(jì)性分析,為電石渣的脫硫利用提供理論支撐和技術(shù)支持。

        2 試驗

        2.1 鍋爐運(yùn)行參數(shù)

        試驗熱電廠鍋爐為中溫、中壓循環(huán)流化床鍋爐,采用旋風(fēng)分離器,爐膛為膜式水冷壁結(jié)構(gòu),過熱器分高、低二級過熱器,中間設(shè)噴水減溫器,尾部設(shè)省煤器和一、二次風(fēng)預(yù)熱器。鍋爐額定蒸發(fā)量75 t/h,設(shè)計熱效率88%,額定蒸汽壓力為3.82MPa,額定蒸汽溫度450℃,排煙溫度135℃,含氧量3~7%,空預(yù)器出口煙氣量173500 Nm3/h,鈣硫比2.5。

        在試驗過程中,試驗期間鍋爐在72t/h穩(wěn)定負(fù)荷運(yùn)行,進(jìn)煤量為12.5t/h,實驗時間為120分鐘,分別以石灰石、電石渣分別與煤按鈣硫比2.5混合后送入爐膛。表1列出燃煤成分表,在距離位于地面30米排氣筒(100米)中部利用CEMS-2000氣體在線監(jiān)測裝置對二氧化硫濃度進(jìn)行監(jiān)測和記錄。

        表1 燃煤成分表

        2.2 脫硫劑

        本實驗中采用石灰石和電石渣兩種脫硫劑,其中電石渣樣品來自某氯堿化工企業(yè)。電石渣的具體生產(chǎn)過程為:焦炭(C)或者無煙煤和石灰石(CaCO3)在高溫下反應(yīng)生成電石(CaC2),電石與水反應(yīng)生產(chǎn)乙炔氣體和電石渣。具體反應(yīng)過程如下:

        電石渣成分因電石來源與生產(chǎn)工藝的差異,可能含有SiO2、Al2O3、MgO、Fe2O3,以及P、Cl元素。通過檢測分析,兩種脫硫劑的化學(xué)組成如表2所示。

        表2 兩種脫硫劑化學(xué)組成(單位:%)

        3 結(jié)果和討論

        3.1 脫硫效果比較

        試驗過程中,鍋爐煙氣排放量在153000 Nm3/h左右,出口煙氣中SO2的質(zhì)量濃度的最大值分別為135mg/m3和143 mg/m3左右,均符合《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB13223-2011)標(biāo)準(zhǔn)中燃煤鍋爐二氧化硫排放濃度限值200 mg/m3標(biāo)準(zhǔn)。應(yīng)用兩種不同脫硫劑后,系統(tǒng)的各項技術(shù)指標(biāo)如表3所示。

        表3 不同脫硫劑的技術(shù)指標(biāo)

        從表可以看出,兩種脫硫劑均具有較好的脫硫效果,且電石渣的脫硫效率略高于石灰石。

        3.2 脫硫原理

        電石渣脫硫與石灰石脫硫原理基本相同,電石渣主要成分為Ca(OH)2,溫度在580℃以上時,Ca(OH)2就會發(fā)生分解生成CaO和H2O,因電石渣運(yùn)輸存放過程暴露在空氣中,一部分Ca(OH)2與空氣中CO2反應(yīng)生成CaCO3,故其性質(zhì)與石灰似乎相近。脫硫總反應(yīng)如下:

        3.3 電石渣替代石灰石經(jīng)濟(jì)理論分析

        以單臺此鍋爐年運(yùn)行時間按6000小時計,年耗煤量為7.5萬噸,且平均含硫量0.5%為基礎(chǔ)數(shù)據(jù),確定Ca/S=2.5,分別計算用電石渣和石灰石進(jìn)行脫硫所需物料成本,如表3所示。

        CaO質(zhì)量為計算如下:

        再根據(jù)實驗中石灰石(CaO含量52.5%)和電石渣(CaO含量50.85%)的CaO含量,分別計算得所需石灰石質(zhì)量為3125.33t和電石渣質(zhì)量為3226.75t。

        表3 電石渣與石灰石脫硫經(jīng)濟(jì)分析

        由上表可知,采用電石渣脫硫劑后,年節(jié)省費(fèi)用約35.96萬元,具有一定的經(jīng)濟(jì)效益,同時,提高了電石渣的利用價值,實現(xiàn)廢棄物高值循環(huán)利用。

        3.4 電石渣脫硫劑的優(yōu)缺點(diǎn)比較

        電石渣是工業(yè)副產(chǎn)品,價格非常低廉,每噸成本大約29元(含運(yùn)費(fèi)),可大大節(jié)省了降低了運(yùn)行費(fèi)用,主要成分為Ca(OH)2,從其物理、化學(xué)分析可以看出電石渣的顆粒小、比表面積很大,有較好的化學(xué)活性,能充分的與SO2反應(yīng),提高脫硫效率;同時由于電石渣與SO2反應(yīng)的條件較低,對于運(yùn)行床溫要求也相對較低。

        4 結(jié)論

        (1)電石渣是良好的SO2吸收劑,可替代石灰石進(jìn)行脫硫,具有較高的脫硫效率。

        (2)電石渣作為脫硫劑可大大地節(jié)省了運(yùn)行費(fèi)用。

        [1] 王志軒,潘荔,彭俊.電力行業(yè)二氧化硫排放控制現(xiàn)狀、費(fèi)用及對策分析.環(huán)境科學(xué)研究,2005,18(4):11~20.

        [2] 程新金,et al.中國二氧化硫排放控制的效果評估[J].大氣科學(xué),2004,28(2):174~186.

        [3] 劉志全,陸永琪.關(guān)于燃煤二氧化硫排放污染防治技術(shù)政策的探討[J].環(huán)境保護(hù),2001(2):8~10.

        [4] 趙鵬高,嚴(yán)晨敏,潘超.二氧化硫排放總量控制若干問題的思考[J].電力科技與環(huán)保,2006,22(4):1~3.

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