电石灰用于电厂脱硫运用情况总结

刘庆林 杜俊艳

摘要：本文讨论电石灰浆和石灰石作为脱硫剂的脱硫效率影响因素及效果分析，重点从脱硫综合效率、脱硫用电量、脱硫吸收塔密度、浆液PH值、钙硫比、脱硫剂等方面分析，最后讨论取得脱硫效果。

【关键词】电石灰浆；石灰石；脱硫效率；因素

0.引言

近年来，中国是全世界最大的煤消费国，中国每年的煤消耗量占全球消耗量35%。其中，大部分的煤又是供燃煤锅炉使用，而在煤的燃烧过程中会产生大量二氧化硫，该气体对环境造成严重污染。因此，脱硫技术广泛应用于各类使用燃煤锅炉的工厂，在经过多年的技术研发与完善后，脱硫技术应用与工业的方面的技术共有十多种。自上世纪末至本世纪十多年，国家日益重视环保问题，提出脱硫技术应国产化，国内烟气脱硫技术取得了极大的进步。 烟气脱硫系统是为了减少燃煤发电厂二氧化硫排放而建设的环境保护设施，具有良好的环境效益和社会效益，但对发电厂而言生产成本上升了8.3%。如何在保护环境的同时，降低脱硫成本成为摆在发电企业面前的新课题。

国家《十一五纲要》对今后五年发展循环经济、建设节约型社会做出了全面部署，明确提出：“坚持开发节约并重、节约优先，按照减量化、再利用、资源化的原则，在资源开采、生产消耗、废物产生、消费等环节，逐步建立全社会的资源循环利用体系”。大力发展循环经济、加快建设节约型社会，是落实以人为本、全面协调可持续的科学发展观的重大举措，是实现经济增长方式转变，从根本上缓解资源约束，减轻环境压力，推动国民经济又快又好发展，实现全面建设小康社会目标和可持续发展的必然选择。

内蒙古希望铝业在聚氯乙烯（PVC）生产线上产生大量电石灰浆无法更好的资源化处理，现在将电石灰浆代替石灰石作为同公司电厂烟气的脱硫剂，很好的解决了部分电石灰浆的出路，同时又能够降低脱硫系统运行成本，在治理污染的同时实现了以废治废的资源循环利用。本文重点分析脱硫效率因素和通过用电石灰浆和石灰石作为脱硫剂取得实际效果。

1.影响脱硫效率的因素分析

影响脱硫效率的因素有很多，如温度、浆液pH值、钙硫比、脱硫剂的品质、粉尘浓度等都会对脱硫反应的效率产生影响。

1.1脱硫浆液的PH值

循环浆液的pH值是影响脱硫效率的一大因素。循环浆液的pH值过高，易于吸收，但不利于浆液的溶解；循环浆液的pH值过低，浆液易溶解，但不利于吸收，根据研究显示，pH值小于4的时候，浆液基本无法吸收二氧化硫。控制循环浆液的pH值可以控制脱硫效率。

石灰石浆液：石灰石的溶解度十分小，要依靠调节pH值促使石灰石溶解形成浆液，当pH值在6～4之间变化时，石灰石的溶解速率变化在5倍以上，但pH降至4时二氧化硫基本无法吸收，过低的pH值对二氧化硫的吸收影响较大。浆液pH值过高时，石灰石溶解度随pH值的变化很小。亚硫酸钙溶解度随pH值的降低溶解度明显上升，当浆液pH值过高时，吸收二氧化硫使得浆液pH值下降，石灰石颗粒溶解，在石灰石颗粒表面形成液膜，石灰石的溶解使得液膜的pH值上升，液膜内亚硫酸钙析出，在石灰石颗粒上形成一层钝化外壳，阻止石灰石的溶解，抑制脱硫反应的进行，导致脱硫效率降低，并影响石膏的品质。为保证脱硫系统具备一定的脱硫效率正常运行，必须将石灰石浆液的pH值控制在一定的范围，在能够吸收二氧化硫的情况下防止结垢，保证脱硫效率。经研究，必须控制石灰石浆液的pH值在5～6之间，可以保证90%以上的脱硫效率。

电石灰浆：电石灰浆与石灰石浆液有所不同，其主要成分氢氧化钙的溶解度比石灰石高得多，因此不需要为了保证溶解度的情况下将pH值调至很低，但如pH值过高的情况下与石灰石浆液一样会产生结垢钝化现象而影响脱硫效率，且结垢现象也将影响设施的正常运行。根据对该化工厂PVC废料电石灰的分析，该电石灰含有少量氧化性物质，采用电石灰工艺后脱硫吸收系统PH值控制不得超过5.5.

1.2钙硫比

从两种脱硫剂的化学反应方程式来看，Ca/s（钙与硫的摩尔比）的比例理论上达到1:1的时候脱硫效率可以达到100%，但实际脱硫反应的效率达不到100%，且在保证脱硫剂的充分利用的情况下，综合其他因素，钙硫比要略超过1可以保持脱硫效率在90%以上，脱硫剂的实际投加量要多于理论计算需要投加的量，根据实际研究，石灰石法的钙硫比需保持在1～1.05之间，可以有90%的脱硫效率。

公司电厂采用电石灰浆作为脱硫剂，脱硫效果较石灰石要好，其脱硫系统的设计钙硫比控制在1.03。

2.实际脱硫效果

2.1脱硫综合效率

自公司大量使用电石灰作为脱硫剂后电石灰浆液较石灰石粉浆液碱性强，在使用的的1#、2#脱硫岛脱硫效率分别为92.2%、93.8较之前脱硫效率分别提高了2.1%、1.43%。 2.2 脱硫用电量

自公司大量使用电石灰作为脱硫剂后电石灰浆液较石灰石粉浆液碱性强，满足脱硫效率时比石灰石粉用量少，吸收塔浆液密度降低，吸收塔浆液设备运行电流降低，比之前减少0.06%。

2.3吸收塔浆液密度

自公司大量使用电石灰作为脱硫剂后电石灰浆液较石灰石粉浆液碱性强，1#、2#吸收塔浆液密度较之前下降20kg/ m；降低浆液循环泵、搅拌器、浆液喷淋层磨损，所有浆液泵运行电流下降。

2.4脱硫剂电石灰与石灰石运行方面参数对比

从表中可以看出系统脱硫效率为92%，设计脱硫效率大于95%。由此可见，此套脱硫系统的脱硫效率可以稳定保持在90%以上，最高可达95%以上。

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2.5 二氧化硫排放浓度

3系统正常的情况下，脱硫装置脱硫入口二氧化硫浓度在2500 mg/Nm时脱硫系统效率＞

395%，出口二氧化硫浓度≤200mg/Nm，二氧化硫的排放浓度远低于现标准400mg/Nm3的限

值。

2.6成效

根据监测数据显示，此套脱硫系统运行以来，脱硫效率已经超过当初预期的90%。由此可见电石灰浆-石膏法湿法烟气脱硫技术已经十分成熟，脱硫系统在实际应用上经得起考验，取得了巨大的成效，为该市的节能减排工作打下了坚实的基础。本项目实施后每年将减少SO2排放量35424吨，酸雨的形成及对环境的影响都会减弱。

2.7 环境效益

烟气经脱硫后，其中二氧化硫排放依然能达标排放。

2.8 社会效益

（1）本工程采用电石灰/石膏湿法烟气脱硫技术。本工程的顺利投运，将进一步提高优化我国以废治废的产业链，并起到国产化脱硫技术对国内烟气脱硫产业带动作用。

（2）本工程的建设运行，可有效改善厂区所在地及周边地区的大气环境质量。

（3）脱硫工程的建设可以减少排污费，节约电厂的支出；同时可以改善当地的环境状况，有利于提高人们的生活质量。

【参考文献】

［１］徐宝东主编.烟气脱硫工艺手册(第一版)[M].北京：化学工业出版社，2012. ［２］吴忠标编.燃煤锅炉烟气除尘脱硫设施运行与管理(第一版)[M].北京：北京出版社，2006.

［３］赵文江.影响石灰石-石膏湿法脱硫效率的主要因素探讨[J].青海电力,2010，29(2):16-17,20

第二篇：电厂脱硫废水技术总结

电厂脱硫废水技术总结

1 国内外脱硫除尘及废水处理技术发展的严峻形势和应用前景

我国是世界上最大的煤炭生产和消费国，煤炭在中国能源结构中的比例高达76.2%，我国排放的SO2 90%均来自于燃煤。近几年，我国虽然采取了排污收费政策，但每年的SO2排放量仍超过2000万吨，酸雨污染面积迅速扩大，对我国农作物、森林和人体健康等方面造成巨大损害，也成为制约我国经济、社会可持续发展的重要因素，因此，对SO2排放的控制已势在必行。

烟气脱硫是目前世界上唯一大规模商业化应用的脱硫方式，是控制二氧化硫污染的主要技术手段。国外烟气脱硫技术研究始于十九世纪五十年代，目前已有数千套烟气脱硫装置投入运行。在成功地控制了二氧化硫污染的同时，各发达国家已形成烟气脱硫相关环保产业。我国自60年代就开始了零星的烟气脱硫研究，80年代后期开始列为重点课题，但由于燃煤这部分烟气流量大，SO2浓度低，技术难度较大，到目前为止，较大机组的国产化脱硫设备仍无较大突破。目前，通过国外技术的引进、吸收和消化，已在近年来建成了多座具有工业规模、行之有效的脱硫示范装置，为我国脱硫市场的快速发展奠定了基础。

在19xx年1月国务院以国函〔1998〕5号文批复的国家环保局制定的《酸雨控制区和二氧化硫污染控制区划分方案》中要求“两控区”内火电厂做到：到20xx年达标排放；除以热定电的热电厂外，禁止在大中城市城区及近郊区新建燃煤火电厂；新建、改造燃煤含硫量大于1%的电厂，必须建设脱硫设施；现有燃煤含硫量大于1%的电厂，要在20xx年前采取减排措施；在20xx年前分期分批建成脱硫设施或采取其他有相应效果的减排二氧化硫措施。另外，新修订的“大气法”对SO2的排放要求更加严格。

2 国内外脱硫除尘废水处理技术综述

锅炉烟气湿法脱硫（石灰石/石膏法）过程产生的废水来源于吸收塔排放水。为了维持脱硫装置浆液循环系统物质的平衡，防止烟气中可溶部分即氯浓度超过规定值和保证石膏质量，必须从系统中排放一定量的废水，废水主要来自石膏脱水和清洗系统。废水中含有的杂质主要包括悬浮物、过饱和的亚硫酸盐、硫酸盐以及重金属，其中很多是国家环保标准中要求严格控制的第一类污染物。

石灰石—石膏法是目前使用中最广泛的一种烟气脱硫法，它能高效脱除烟气中的硫。脱硫FGD的废水必须综合考虑如下污染物的去除效率和程度：

1）pH值（随FGD流程不同有差异，一般为1～6.5）；

2）浮物固体成分及含量；

3）石膏过饱和度；

4）重金属含量。

对于湿法烟气脱硫技术，一般应控制氯离子含量小于2000mg/L。脱硫废液呈酸性（pH4～6），悬浮物质量分数为9000～12700mg/L，一般含汞、铅、镍、锌等重金属以及砷、氟等非金属污染物脱硫废水，属弱酸

性，故此时许多重金属离子仍有良好的溶解性。所以，脱硫废水的处理主要是以化学、机械方法分离重金属和其它可沉淀的物质，如氟化物、亚硫酸盐和硫酸盐。

2.1 现行国外典型脱硫除尘废水处理技术

国内现行的典型废水处理方法均是基于脱硫除尘废水的排放特征衍生而来，针对不同种类的污染物，其各自的去除机理如下：

1）酸碱度调节（去除）

先在废水中加入石灰乳或其它碱性化学试剂（如：NaOH等），将pH值调至6～7，为后续处理工艺环节创造良好的技术条件，同时在该环节可以有效去除氟化物（产品CaF2沉淀）和部分重金属。然后加入石灰乳、有机硫和絮凝剂，将pH升至8～9，使重金属以氢氧化物和硫化物的形式沉淀。

2）汞、铜等重金属的去除

沉淀分离是一种常用的金属分离法，除活泼金属外，许多金属的氢氧化物的溶解度较小。故脱硫废水一般采用加入可溶性氢氧化物，如氢氧化钠（NaOH），产生氢氧化物沉淀来分离重金属离子。值得一提的是，由于在不同的pH值下，金属氢氧化物的溶度积相差较大，故反应时应严格控制其pH值。

在脱硫废水处理中，一般控制pH值8.5～9.0之间，在这一范围内可使一些重金属，如铁、铜、铅、镍和铬生成氢氧化物沉淀。对于汞、铜等重金属，一般采用加入可溶性硫化物如硫化钠（Na2S），以产生Hg2S、CuS等沉淀，这两种沉淀物质溶解度都很小，溶度积数量级在10～10之间。

对于汞使用硫化钠，只要添加小于1mg/LS，就可对小于10μg/L浓度的汞产生作用。为了改善重金属析出过程，制备一种能良好沉淀的泥浆，一般可使用三价铁盐如FeCl3及一般为阴离子态的絮凝剂。通过以上两级处理，即可使重金属达标排放。以加拿大Lam bton电厂为例，一般脱硫废水处理工艺见图1。

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图1 加拿大Lam btom电厂脱硫废水处理工艺

还有一些工艺，以Ca(OH)2代替NaOH，反应过程中同时产生CaF2、CaSO3、CaSO4沉淀物，以分离氟化物、亚硫酸盐、硫酸盐等盐类物质。采用Steinmullerj技术的波兰RAFAKO公司认为，使用Ca(OH)2溶液，通过加絮凝剂、助凝剂还可沉淀CaCl2分离Cl。另外，德国一些公司，使用同样有选择作用的TMT（Trimer～capto-trianzin）替代Na2S来沉淀汞，这种工艺相对操作简单。德国BABCOCK公司典型脱硫废水处理工艺流程如图2。

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图2 德国BABCOCK公司典型脱硫废水处理工艺

2.2国内现行典型脱硫除尘废水处理技术综述

在消化、吸收和引进国外先进脱硫技术的基础上，随着环境保护工作的逐年加强，脱硫除尘废水的稳妥达标处理也日益得到高度关注，结合国内电厂脱硫废水的实际情况：

1）湿法脱硫废水的主要特征是呈现弱酸性，pH值低于5.7；悬浮物高，但颗粒细小，主要成分为粉尘和脱硫产物（CaSO4和CaSO3）；

2）含有可溶性的氯化物和氟化物、硝酸盐等；还有Hg、Pb、Ni、As、Cd、Cr等重金属离子。

由此国内的处理技术基本基于如上废水的排放性质，采用物化法针对不同种类的污染物，分别创造合宜的理化反应条件，使之予以彻底去除，基本分为如下几个主要反应步骤：

1）先行加入碱液，调整废水pH值，在调整酸碱度的同时，为后续处理工艺环节创造适宜的反应条件；

2）加入有机硫化物、絮凝剂和适量的助凝剂，通过机械搅拌创造合适的反应梯度使废水中的大部分重金属形成沉淀物并沉降下来；

3）通过投加的絮凝剂和适宜的反应条件，使得废水中的大部分悬浮物沉淀下来，通过澄清池（斜板沉淀池）予以去除；

4）加入絮凝剂使沉淀浓缩成为污泥，污泥被送至灰场堆放。废水的pH值和悬浮物达标后直接外排，其大致的工艺处理流程见图3。

图3 脱硫除尘废水处理工艺流程（国内）

脱硫废水处理包括以下4个步骤：

1）废水中和

反应池由3个隔槽组成，每个隔槽充满后自流进入下个隔槽，在脱硫废水进入第1隔槽的同时加入一定量的石灰浆液，通过不断搅拌，其pH值可从5.5左右升至9.0以上。

2）重金属沉淀

Ca（OH）2的加入不但升高了废水的pH值，而且使Fe、Zn、Cu、Ni、Cr等重金属离子生成氢氧化物沉淀。一般情况下3价重金属离子比2价离子更容易沉淀，当pH值达到9.0～9.5时，大多数重金属离子均形成了难溶氢氧化物。同时石灰浆液中的Ca还能与废水中的部分F反应，生成难溶的CaF2；与As络合生成Ca（AsO.3）2等难溶物质。此时Pb、Hg仍以离子形态留在废水中，所以在第2隔槽中加入有机硫化物（TMT—15），使其与Pb、Hg反应形成难溶的硫化物沉积下来。

3）絮凝反应

经前2步化学沉淀反应后，废水中还含有许多细小而分散的颗粒和胶体物质，所以在第3隔槽中加入一定比例的絮凝剂FeClSO4，使它们凝聚成大颗粒而沉积下来，在废水反应池的出口加入阳离子高分子聚合电解质作为助凝剂，来降低颗粒的表面张力，强化颗粒的长大过程，进一步促进氢氧化物和硫化物的沉淀，使细小的絮凝物慢慢变成更大、更容易沉积的絮状物，同时脱硫废水中的悬浮物也沉降下来。

4）浓缩/澄清

絮凝后的废水从反应池溢流进入装有搅拌器的澄清/浓缩池中，絮凝物沉积在底步并通过中立浓缩成污泥，上部则为净水。大部分污泥经污泥泵排到灰浆池，小部分污泥作为接触污泥返回废水反应池，提供沉淀所需的晶核。上部净水通过澄清/浓缩池周边的溢流口自流到净水箱，净水箱设置了监测净水pH值和悬浮物的在线监测仪表，如果pH和悬浮物达到排水设计标准则通过净水泵外排，否则将其送回废水反应池继续处理，直到合格为止。 2+2+2+2+2+-3+3+2+2+2+3+