提高脱硫系统电石渣投入率

摘 要：金桥热电厂自2017年3月由于节能环保以及降本增效的需求开始采用电石渣作为脱硫吸收剂，通过调整吸收塔浆液供浆流量稳定浆液PH值，提高石膏旋流器的运行工况减少浆液中杂质含量，最终实现全部采用电石渣作为脱硫剂，在电力系统脱硫行业实现了废弃物综合利用的循环经济模式。

关键词：常规脱硫吸收剂；工业电石渣；吸收塔浆液品质；石膏旋流器；循环经济

金桥热电厂原设计采用石灰石-石膏湿法全烟气脱硫工艺。呼和浩特三联化工在生产聚氯乙烯过程中，产生大量的强碱性化学废料电石渣（主要成分为氢氧化钙），电石渣具有吸收烟气中二氧化硫的化学特性，基本可以满足脱硫工艺各项要求，可以保证脱硫效率达标。2017年3月金桥热电厂采用30%电石渣以及70%石灰石混合作为脱硫吸收剂。由于电石渣为工业产生的废弃物，成分复杂，调整不当会影响烟气脱硫过程中的一系列化学反应，从而干涉整个烟气脱硫系统化学反应的进行，容易造成吸收塔浆液品质恶化，石膏脱水困难以及石膏品质下降。在下文中，通过对电石渣投入率不能提高的问题进行分析，并提出针对性的建议进行有效的解决，从而提高电石渣的投入率。

1 电石渣投入后对脱硫系统影响的主要原因

通过对脱硫系统的电石渣掺配做为脱硫剂使用后脱硫系统运行状况展开调查之后发现，电石渣粉的细度250目筛网过筛率大于80%，达到厂脱硫运行规程规定；电石渣粉中CaO≥60%.保证了电石渣的主要有效成分含量达标；入炉煤含硫量变化稳定，表明烟气中SO2的浓度也波动平稳；对吸收塔电石渣浆液PH值控制系统来说，烟气量变化是最主要的外界干扰因素，机组负荷波动并未对电石渣浆液中的PH造成干扰；氧化风量影响亚硫酸盐的氧化，石膏脱水氧化风机在运行过程中氧化风量充足；吸收塔内浆液液位在合格范围内，未对塔内氧化反应及硫酸钙结晶产生影响。电厂除灰运行经布袋除尘后的烟气烟尘含量小于5 mg/Nm3，不会影响电石渣脱硫效率，下面对影响电石渣投入率低的两个原因，作重点介绍：

1.1 吸收塔浆液供浆流量控制不当

吸收塔浆液PH是控制脱硫反应过程的一个重要参数，控制PH值就是控制进入吸收塔的电石渣浆液量。PH的过高抑制氧化反应，并且使大量的电石渣混入石膏中，造成石膏脱水困难，过低则不利于保证脱硫效率，必须确定一个合理的PH值。石膏的浆液密度反映了吸收塔中漿液的饱和情况，密度过低，则表明吸收塔石膏含量低，不利于石膏脱水；密度过高，不利于氢氧化钙溶解，导致石膏中氢氧化钙含量升高，造成石膏脱水困难。使用电石渣粉后，由于电石渣浆液反应速度快，造成吸收塔浆液PH值和密度波动较大，PH和浆液密度的变化影响了浆液的品质。

1.2 石膏旋流器运行状况差

石膏旋流器的主要作用是对达到一定密度的石膏浆液进行旋流分离，分离后密度较大的石膏浆液进入脱水机进行脱水，密度较低的部分石膏浆液应返回吸收塔继续参加反应。返回吸收塔中的密度较低的石膏浆液携带大量杂质，直接影响吸收塔浆液品质。增加了吸收塔中浆液杂质的含量。杂质夹杂在石膏结晶之间，堵塞了游离水在结晶之间的通道，使石膏脱水变得困难，石膏旋流器运行良好，可以有效的降低吸收塔内浆液的杂质和氯离子含量，保证石膏中亚硫酸盐及杂质含量达标，从而保证石膏品质。通过调查数据发现石膏旋流器底流和溢流出口固含量大部分时候超标，导致返回吸收塔浆液的杂质量增加，进一步导致吸收塔浆液品质恶化。吸收塔内浆液的酸不溶物含量在3.23%-8.49%波动。超出控制范围。

2 提高脱硫系统电石渣投入率的优化改进措施

为了提高脱硫系统电石渣的投入率，必须合理控制吸收塔内浆液供浆流量，提高石膏旋流器的运行工况使吸收塔浆液品质合格。

2.1 通过调整电石渣粉比率，依据吸收塔浆液PH值找到最适合的电石渣粉供浆量

（1）缩小吸收塔浆液PH控制范围为4.9-5.3，优化供浆逻辑，由间断较高流量供浆改为连续小流量供浆。

原石灰石浆液运行工况下吸收塔浆液PH控制范围为4.8-5.5，现通过调节吸收塔浆液电石渣的供给量，控制循环浆液的PH值在4.9-5.3之间，根据现场试验数据分析结果与实时工况及时调整电石渣供浆液量，在初始浆液PH值5.5的基础上，根据烟气脱硫效率的实际工况，通过调节电石渣浆的供应量，逐步降低浆液PH但不低于4.9。降低脱硫塔内循环浆液亚硫酸钙含量。

（2）增加供浆调节自动门，通过调节供浆流量降低吸收塔浆液PH波动幅度，在不同负荷工况下保证脱硫系统二氧化硫出口参数。

对于SO2的吸收，PH值越高越好，但PH值越低，电石渣的溶解越好，因此PH值的过高不利于石膏的形成。电石渣浆液在吸收塔内的反应速度要比石灰石浆液快的多，因此浆液PH值就会反应出波动幅度大的情况，在保证浆液PH值在合格范围的前提下，在#1机负荷为50%，75%，100%工况下，根据进口烟气的数据，供浆自动门及时调整开度，以保证设定的吸收塔内浆液的PH值。保证脱硫效率在99%以上。

通过下图明显看出，缩小吸收塔电石渣浆液PH值控制范围并及时调整电石渣加入量，供浆自动门随着负荷及进口烟气SO2的变化自动调节开度。使吸收塔浆液PH值在控制标准内平稳波动，保证了吸收塔内电石渣浆液反应完全，亚硫酸盐含量合格，保证石膏品质。

2.2 对脱硫系统石膏旋流器部分管道进行切改与增加

（1）在石膏旋流器溢流箱至吸收塔管道中段新增一根管道接入滤液水箱，并安装手动阀，以便于控制浆液溢流部分返回吸收塔或外排。

（2）在石膏旋流器底流下浆管道中段增设一根至吸收塔管道，以提高石膏旋流器的运行灵活性。在脱水系统停运情况下，石膏旋流器可独立运行排放废水。

（3）吸收塔浆液密度控制范围降为1080 kg/m3-1140 kg/m3。

对1#，2#脱硫系统石膏旋流器部分管道进行切改与增加后，随时根据吸收塔浆液品质调整溢流和底流浆液的去向，一、二级脱水系统运行灵活性大幅提高。可随时切换、调整脱硫废水的排放时间、排放量，使整个吸收塔浆液的杂质含量降低，浆液密度保持在控制范围内，也保障了石膏的脱水效果以及吸收塔浆液品质得以提高。

通过下图明显看出实施后，脱硫剂全部为电石渣粉的工况下，吸收塔浆液酸不溶物有明显的降低，浆液中质量较轻，悬浮于浆液表面的杂质得以有效排出。避免了由于浆液中杂质含量不断增加，最终抑制石膏结晶，影响石膏脱水。改造后，为提高浆液品质、保证脱硫系统安全、稳定运行提供有力保障。

3 结语

通过设备改造，制定并实施一系列优化运行措施活动，脱硫系统电石渣投入率由30%提高到100%，节约了电厂脱硫剂费用，2017年9-12月仅四个月减少二氧化碳排放约6310.62吨，大幅提高了脱硫系统的稳定性，安全性，更好地实现脱硫烟气的达标排放，三联化工摆脱了由于大量电石渣无法处理而影响PVC产量的行业难题，企业效益得以提升。在系统内，金桥电厂首先100%采用三联化工产生的工业化学危废电石渣替代石灰石作为脱硫吸收剂，经过权威机构的专家们的性能监测论证可行之后，得到了广泛的推广应用，目前京能盛乐电厂，蒙能金山电厂，内蒙古大唐托电公司等都吸取我厂成功经验，开始采用电石渣作为脱硫吸收剂，呼和浩特市周围300公里以内的所有电厂均采用电石渣作为脱硫吸收剂。推动了资源利用方式的根本转变，因地制宜的变废为宝，符合国家发展循环经济，建设节约型社会的方针。

参考文献：

[1]呼和浩特金桥热电厂1号机组脱硫系统采用电石渣作吸收剂性能评估试验报告.西安热工研究院有限公司，2017.

[2]脱硫装置一级脱水系统石膏旋流器改造方案.金桥热电厂，2017.

[3]陈小明.电石渣石膏湿法脱硫工艺的研究与探讨.宁夏科学家论坛，2011.

作者简介：尚锦梅（1975-），女，助理工程师，毕业于华北电力大学北京电力管理干部学院，现任华能北方联合电力呼和浩特金桥热电厂运行部化学实验室副班长。