黃福勇

摘 要：對電石渣代替石灰石—濕法脫硫技術的研究，可以解決存在于大氣污染中的煙氣脫硫問題。雖然當前有許多種脫硫技術被一一研發(fā)出來，但是電石渣代替石灰石—濕法脫硫技術是我國工業(yè)體系中應用最為廣泛的一種脫硫工業(yè)技術。鑒于此，筆者將對電石渣代替石灰石—濕法脫硫技術進行說明。

關鍵詞：電石渣;石灰石;濕法脫硫技術

中圖分類號：X701.3 文獻標識碼：A 文章編號：1674-1064（2021）04-087-02

DOI：10.12310/j.issn.1674-1064.2021.04.043

1 電石渣來源與基本介紹

石灰石—濕法煙氣脫硫技術中采用的原料主要是石灰石，在石灰石的開采過程中，我國的地質(zhì)資源產(chǎn)生了極大的破壞。而且到了工業(yè)體系結(jié)構(gòu)越來越完善，技術工藝越來越成熟的今天，這種技術不利于環(huán)境衛(wèi)生保護和資源的可持續(xù)發(fā)展利用，在日常發(fā)展中將會被逐漸淘汰。石灰石—濕法煙氣脫硫技術在現(xiàn)代工藝體系中將會產(chǎn)生大量的污染氣體，影響十分惡劣，對環(huán)境的破壞相當嚴重。此外，石灰石的成本價格不斷提升，也不利于工廠的生產(chǎn)經(jīng)濟利益，所以采用石灰石—濕法煙氣脫硫技術，對一些工廠產(chǎn)生了相當大的經(jīng)濟壓力。

1.1 電石渣的來源

電石渣作為工業(yè)廢渣，成分比較簡單，一般是由制備電石乙炔反應過后剩下的氫氧化鈣作為電石渣的主要構(gòu)成成分，部分反應未完全的電石渣含有一些碳酸鈣雜質(zhì)[1]。

電石渣：目前工業(yè)反應過程中大部分是通過電石水解產(chǎn)生乙炔氣體，產(chǎn)生后剩余的沉淀氫氧化鈣為其主要成分。此外，含水量超過50%的電石渣稱為電水泥，其來源是由電石制備乙炔氣體和電石法聚氯乙烯的化學反應過程產(chǎn)生的。

1.2 廢渣副產(chǎn)品的作用

很多工業(yè)生產(chǎn)過程中都會遺留許多電石渣廢渣，如果能夠妥善處理這些電石渣廢料，完全是很好的資源。電石渣的主要成分為氫氧化鈣，是一種白色沉淀，是水泥生產(chǎn)原料，可以拿來生產(chǎn)水泥熟料。但是，這種廢棄電石渣廢料的含水量很大，一般在30%以上。要使用這些電石渣，必須經(jīng)過脫水處理。采用新型干法水泥工藝可以達到脫水效果，通過將預熱器升級為三級，利用高溫余熱來烘干，在濕法水泥工藝中可以直接和料漿混合入窯煅燒。現(xiàn)在采用電石渣作為原料生產(chǎn)水泥熟料的新型干法技術相當成熟，在這個領域，新疆建材院與合肥水泥設計院是行業(yè)領先者。

2 電石渣反應過程公式與維護

隨著各國科技的迅速發(fā)展，各地加大對資源的開采力度，導致目前世界資源緊張，同時在開發(fā)資源的過程中，加大了對生態(tài)環(huán)境的破壞，產(chǎn)生了許多了有毒有害氣體，破壞了大氣層。所有污染大氣的氣體中最為厲害的就是二氧化硫，二氧化硫產(chǎn)生的危害對大氣的破壞十分嚴重。為了維護生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展，在此基礎上進行了許多工業(yè)技術的升級改革，有效保護了大氣層的健康環(huán)境，維護了人類的生存發(fā)展。其中，電石渣代替石灰石濕法脫硫技術是現(xiàn)代工藝技術升級改革的成功案例之一[2]。

其生產(chǎn)跟普通硅酸鹽水泥相比，差別在生料制備環(huán)節(jié)，由于電石渣比較細，粉磨用電相對較低，但是電石渣含水量高需要壓濾。在預分解階段，普通硅酸鹽水泥熟料主要進行石灰石分解，而電石渣水泥是氫氧化鈣分解，所以其CO2排放較低。在回轉(zhuǎn)窯階段都是發(fā)生相同的反應，發(fā)生液相反應等形成四種礦物，制成水泥熟料，再加入一些混合材石膏等粉末制成水泥。

電石渣：其是工業(yè)產(chǎn)業(yè)廢棄產(chǎn)生的廢渣品。在電石制備乙炔氣體化學反應過程中，碳化鈣與水反應產(chǎn)生乙炔氣體和氫氧化鈣沉淀，剩余的氫氧化鈣沉淀就是通常所說的電石渣。

2.1 電石渣制漿過程維護

嚴格控制電石渣制漿過程中的pH值;

電石渣制漿過程中，周圍應該密切注意保持空氣流暢;

電石渣制漿過程中，如果發(fā)現(xiàn)較為嚴重的黑色附著物，要加大廢水排放量。

電石渣制漿過程中，電石渣的反應裝置應該時常做好日常清潔維護，保持裝置清潔，保證底部沉積干凈衛(wèi)生，必要時可以通過人工進行清潔處理。

2.2 反應公式

SO2+H2O——>H2SO3，吸收;

CaCO3+H2SO3——>CaSO3+CO2+H2O，中和;

CaSO3+1/2O2——>CaSO4，氧化;

CaSO3+1/2H2O——>CaSO3+1/2H2O，結(jié)晶;

CaSO4+2H2O——>CaSO4+2H2O，結(jié)晶;

CaSO3+H2SO3——>Ca（HSO3）2，ph控制;

CaCO3+SO2+2H2O+1/2O2——>CaSO4·2H2O+CO2;

Ca（OH）2+SO2+H2O+1/2O2——>CaSO4·2H2O;

CaC2+2H2O——>C2H2+Ca（OH）2。

3 電石渣脫硫技術工藝原理

電石渣脫硫技術工藝原理，所使用的電石渣來源于工業(yè)廢渣，主要成分為氫氧化鈣，其化學反應產(chǎn)生的氫氧化鈣沉淀一直沒有得到有效的發(fā)展。

電石渣脫硫技術采用化工廠電石制備乙炔氣體和電石法聚氯乙烯的化學反應過程產(chǎn)生的氫氧化鈣沉淀，加水調(diào)成濃度為20%～30%的電石渣漿作為脫硫劑。經(jīng)過化工廠煙氣脫硫塔內(nèi)，與煙氣中的二氧化碳反應生成脫硫石膏，以達到物質(zhì)的可持續(xù)利用，使浪費的資源得到有效利用。

電石渣工業(yè)廢棄物通過專門的流入窗口進入化學反應罐進行加水消化，配制成具有一定濃度的漿液，然后儲存在專門保存漿液的漿液罐中，最終通過供漿泵裝置打入吸收塔。吸收塔擁有三層噴淋層，漿液經(jīng)過噴嘴霧化成霧滴，從上往下噴灑，產(chǎn)生的氣體經(jīng)過風機進入吸收塔內(nèi)，在塔中與氣體充分吸收，絕大多數(shù)SO2被吸收，反應后剩余的氣體通過除霧器除去多余的液滴，然后通過煙囪加上氧化風機的作用將空氣引入塔內(nèi)，使得吸收的二氧化硫與漿液反應后生成后HSO3，完全氧化成SO4，預防漿液變?yōu)楣腆w的可能性，在吸收塔內(nèi)停留一定時間后，通過石膏外排泵送至石膏旋流站。經(jīng)旋流器分離的高濃度石膏漿液進入真空皮帶機脫水，形成水分少于10%的石膏。

經(jīng)過改造后的脫硫系統(tǒng)采用塔內(nèi)氧化—鈣基強堿電石渣—濕法技術，采用一爐一塔方案，吸收塔是噴淋塔。電石渣采用旋流站和皮帶脫水機配合的二級脫水裝置，不設置廢水處理系統(tǒng)。這種技術過程與其他電石渣脫硫系統(tǒng)相比，核心特點是使用了單塔強制氧化，在同一個噴淋塔內(nèi)完成全部過程，使得反應流程變得簡化，是一種新穎的脫硫裝置。

在吸收塔內(nèi)裝上氧化自動隔離器。分隔采用粗管間隔布置方式，使2個分區(qū)的漿液既有分隔，又有交換。在分隔管的間歇中設置氧化空氣噴嘴。隔離器上部“低值區(qū)”漿液呈現(xiàn)較強的酸性，pH值可達4～6，有利于亞硫酸鈣的氧化和結(jié)晶。隔離器底部“高值區(qū)”漿液pH值可達6～7，有利于循環(huán)漿液對二氧化硫的吸收和脫硫反應。一方面，采用射流泵進行漿池懸濁液的混合，舍去了漿池攪拌器方式，避免漿液對流返混對pH值的影響，同時解決了攪拌器方式磨損和密封問題。另一方面，采用的吸收塔頂頂部側(cè)向斜切引出方式，也是干凈環(huán)保檢測部門經(jīng)過研發(fā)后確定的優(yōu)化出口方式，在保證脫硫效果的情況下，有效降低了塔高[3]。

4 電石渣脫硫技術的優(yōu)勢

與傳統(tǒng)的石灰石—脫硫技術相比，使用電石渣脫硫技術脫硫效果好，而且相比其他石灰石產(chǎn)生的化學反應更加迅速。通常來說，使用電石渣脫硫技術脫硫的效果可以超過95%以上的效果，盡管電石渣是一種工業(yè)廢棄的殘次品，但是充分利用好電石渣廢品，也能達到良好的循環(huán)經(jīng)濟利益效果。此外，每噸二氧化硫與電石渣脫硫技術和石灰石—濕法脫硫技術兩者分別反應，發(fā)現(xiàn)電石渣脫硫技術比原本的石灰石—濕法脫硫技術少產(chǎn)生大約0.6t的二氧化碳氣體。

使用電石渣脫硫技術進行脫硫，能夠大幅度降低生產(chǎn)工藝成本，帶來良好的經(jīng)濟效益。使用電石渣代替石灰石濕法脫硫技術，可以使浪費的資源得到有效利用，既保護了環(huán)境衛(wèi)生，對社會的可持續(xù)發(fā)展做出了巨大貢獻，又加強了物質(zhì)的可持續(xù)利用，符合資源循環(huán)利用、產(chǎn)物多功能需求利用發(fā)展要求。電石渣代替石灰石濕法脫硫技術研制的成功，一方面有效避免了電石渣帶來的環(huán)境污染;另一方面解決了資源循環(huán)再生的問題，減少了對石灰石礦產(chǎn)資源的過度開采，一定程度上保護了石灰石礦產(chǎn)資源。另外，通過燃燒前添加電石渣，使得鍋內(nèi)熱量升高，加速鍋爐充分燃燒，增強了鍋爐燃燒能力。同時，由于添加了電石渣，電石渣在鍋爐內(nèi)燃燒產(chǎn)生大量的電石灰粉末，使得鍋爐內(nèi)的雜質(zhì)減少，使鍋爐的穩(wěn)定性得到一定保證，爆炸問題得以緩解[4]。

5 結(jié)語

以電石渣代替石灰石—濕法脫硫技術是高度成熟的技術，通過大量實踐證明，我國的電石渣代替石灰石—濕法脫硫技術，將電石渣代替石灰石作為脫硫劑的技術符合國家環(huán)保標準，能夠滿足節(jié)能減排標準，同時也為人們帶來了非?？捎^的經(jīng)濟利益。在不久的將來，會有越來越多的企業(yè)使用這項技術，這項技術的使用可以很好地滿足國家可持續(xù)發(fā)展目標的需要。通過電石渣代替石灰石—濕法脫硫技術的使用，可以大大減少安全事故，保證工業(yè)系統(tǒng)的穩(wěn)定運行，減少環(huán)境污染。

參考文獻

[1] 熊子禮超，劉盛余.電石渣濕式煙氣脫硫傳質(zhì)—反應過程研究[J].煤炭學報，2012（2）：10-20.

[2] 童艷，周屈蘭，惠世恩，等.電石渣在濕法脫硫中的消溶特性[J].動力共工程，2006（6）：47-48.

[3] 嚴新榮.濕法煙氣脫硫系統(tǒng)采用電石渣脫硫劑的技術分析[J].華電技術，2011（33）：9.

[4] 禾志強，韓秀峰，祈利明.電石渣—石膏法煙氣脫硫技術[J].電站系統(tǒng)工程，2010（5）：65-66.