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摘 要:某公司配套热电厂规模2×300MW能力, 锅炉烟气未处理前SO2含量达2000mg/m3,年产生量为1360吨,烟气脱硫充分利用了上游电石制乙炔装置产生的废电石渣做为脱硫的原料,年消耗废电石渣17400吨,脱硫反应产生的石膏(42400吨/年)经干燥后送水泥厂做制造水泥的原料,真正实现了“低碳环保,循环经济”的理念。
关键词:电石渣—石膏;湿法;烟气;脱硫技术
一、工艺原理
乙炔(C2H2)是基本有机合成工业的重要原料之一,以电石(CaC2)为原料,加水(湿法)生产乙炔的工艺简单成熟,至今已有60余年工业史,目前在我国仍占较大比重。1t电石加水可生成300多kg乙炔气,同时生成10 t含固量约12%的工业废液,俗称电石渣浆。华塑公司采用干法乙炔工艺生产,其电石渣含水约5%。在对乙炔气进行洗涤精制过程中产生的含有电石渣成分的浆液经配制后送热电厂做为烟气脱硫原料。
烟气自锅炉引风机后烟道引入吸收塔内,自下而上流动与喷淋层喷射向下的电石渣浆液滴发生反应,洗涤SO2、SO3、HF、HCl等有害气体。由吸收塔循环泵将浆液向上输送到喷淋层,与浆液池中电石渣浆液混合。从高效雾化喷嘴喷出的浆液在喷淋作用下形成很细的雾状液滴,在塔内产生高效充分的气-液-固接触。在氧化塔中,氧化风机供给的空气通过布置在氧化塔内的曝气管道与洗涤产物在搅拌器的协助下进一步反应生成石膏(CaSO4·2H2O),石膏浆液通过石膏排出泵打入水力旋流器和真空皮带过滤机脱水,并在石膏烘干系统中烘干,使其含水率小于4%,然后通过石膏转运机送至石膏库房堆放。
反应过程:经过除尘烟气后进入吸收塔,在吸收塔吸收区内,烟气中的SO2被雾化的吸收剂浆液吸收生成CaSO3,
Ca(OH)2 +SO2 =CaSO3·1/2H2O+1/2H2O,
CaSO3·1/2H2O +1/2H2O+SO2 =Ca(HSO3)2
并在吸收塔浆液池中被鼓入的氧化空气氧化生成石膏
CaSO3·1/2H2O +3/2H2O +1/2O2 = CaSO4·2H2O。
1)Ca(OH)2 +Ca(HSO3)2 = 2 CaSO3 + 2 H2O
2)CaSO3 +1/2O2 = CaSO4
脱硫后的烟气(净烟气)在除雾器内除去烟气中携带的浆雾后,经烟囱排入大气。脱硫装置所需电石渣浆液由乙炔发生装置配制送到热电厂浆液罐,经电石渣供浆泵送入吸收塔参与脱硫反应。浆液池中产生的石膏由石膏排出泵送入石膏旋流站浓缩,其溢流进入回流水箱,再经回流水泵送回吸收塔系统,含固55 %的底流靠重力自流入真空皮带脱水机,脱水后的产物为含水量小于10 %的石膏,考虑到本工程脱硫石膏需要在水泥厂中循环利用,所以在石膏输送皮带机后设置石膏干燥系统,经干燥后的石膏含水率小于2%。
二、工艺流程
1、脱硫制浆工序
电石制乙炔装置产生的电石渣浆液送入热电石脱硫工序的浆液罐,电石渣浆液由化灰泵送至电石渣浆液箱,再通过电石渣浆液泵送至吸收塔。
2、脱硫脱水工序
石膏脱水和干燥系统为全厂脱硫装置公用系统,来自吸收塔的石膏浆液经吸收塔排浆泵后进入石膏旋流器,这一步叫做一级脱水;浓缩后的浆液再经过真空皮带脱水机脱水,脱水的同时对石膏进行冲洗,以满足石膏综合利用的品质要求,脱水后石膏含水量为10%(wt)这一步叫做二级脱水,旋流站溢流的回流水返回吸收塔作为补充水,以维持吸收塔内的液面平衡。
考虑到本工程脱硫石膏需要在水泥厂中循环利用,设置石膏干燥系统,干燥后脱硫石膏含水率≤2%。系统主要设备有:石膏旋流站、真空皮带脱水机、真空泵、滤布冲洗水泵、回流水箱、回流水泵、石膏输送皮带机、振动料斗、加料绞龙、打散器、引风机,布袋除尘器
脱硫吸收工序
SO2吸收系统是脱硫装置的核心系统,待处理的烟气进入吸收塔与喷淋的电石渣浆液接触,去除烟气中的SO2。在吸收塔后设有除雾器,除去出口烟气中的雾珠;吸收塔每台浆液循环泵对应一层喷淋层,共三层,为吸收塔提供大流量的吸收剂,保证气液两相充分接触,提高SO2的吸收效率。生成石膏的过程中采取强制氧化,设置两台氧化风机(一用一备)将浆液中未氧化的HSO3-和SO32-氧化成SO42-,因为CaSO3为微溶、粘性高、易积聚和结垢的固体颗粒,若将浆液送至真空皮带机进行脱水,则会对后续脱水系统运行造成很大困难。而采用强制氧化反应后,当生成的CaSO4过量时,CaSO4会结晶析出CaSO4·2H2O。在氧化浆池内设有两台射流泵(一用一备),以保证混合均匀,防止浆液沉淀,氧化后生成的石膏通过吸收塔排浆泵排出,进入后续的石膏脱水系统
三、主要设备
吸收塔:
吸收塔是脱硫系统的主要装置,SO2吸收的吸收发生上部区域,下部为氧化区,主要参数如下
喷林层:Ф11.5m,主管碳钢衬胶,支管:FRP
入口区防腐:采用碳钢加玻璃鳞片树脂内衬,并在底部和侧面向上50mm处衬耐酸瓷砖
塔内氧化空气管道:FRP,?159*5.5
塔体:Ф11.5m×H30.3m;
射流搅拌:流量:1060m3/h
氧化风机:罗茨式;
四、运行情况
装置投运至今,运行稳定,脱硫效率达95%以上。
关键词:电石渣—石膏;湿法;烟气;脱硫技术
一、工艺原理
乙炔(C2H2)是基本有机合成工业的重要原料之一,以电石(CaC2)为原料,加水(湿法)生产乙炔的工艺简单成熟,至今已有60余年工业史,目前在我国仍占较大比重。1t电石加水可生成300多kg乙炔气,同时生成10 t含固量约12%的工业废液,俗称电石渣浆。华塑公司采用干法乙炔工艺生产,其电石渣含水约5%。在对乙炔气进行洗涤精制过程中产生的含有电石渣成分的浆液经配制后送热电厂做为烟气脱硫原料。
烟气自锅炉引风机后烟道引入吸收塔内,自下而上流动与喷淋层喷射向下的电石渣浆液滴发生反应,洗涤SO2、SO3、HF、HCl等有害气体。由吸收塔循环泵将浆液向上输送到喷淋层,与浆液池中电石渣浆液混合。从高效雾化喷嘴喷出的浆液在喷淋作用下形成很细的雾状液滴,在塔内产生高效充分的气-液-固接触。在氧化塔中,氧化风机供给的空气通过布置在氧化塔内的曝气管道与洗涤产物在搅拌器的协助下进一步反应生成石膏(CaSO4·2H2O),石膏浆液通过石膏排出泵打入水力旋流器和真空皮带过滤机脱水,并在石膏烘干系统中烘干,使其含水率小于4%,然后通过石膏转运机送至石膏库房堆放。
反应过程:经过除尘烟气后进入吸收塔,在吸收塔吸收区内,烟气中的SO2被雾化的吸收剂浆液吸收生成CaSO3,
Ca(OH)2 +SO2 =CaSO3·1/2H2O+1/2H2O,
CaSO3·1/2H2O +1/2H2O+SO2 =Ca(HSO3)2
并在吸收塔浆液池中被鼓入的氧化空气氧化生成石膏
CaSO3·1/2H2O +3/2H2O +1/2O2 = CaSO4·2H2O。
1)Ca(OH)2 +Ca(HSO3)2 = 2 CaSO3 + 2 H2O
2)CaSO3 +1/2O2 = CaSO4
脱硫后的烟气(净烟气)在除雾器内除去烟气中携带的浆雾后,经烟囱排入大气。脱硫装置所需电石渣浆液由乙炔发生装置配制送到热电厂浆液罐,经电石渣供浆泵送入吸收塔参与脱硫反应。浆液池中产生的石膏由石膏排出泵送入石膏旋流站浓缩,其溢流进入回流水箱,再经回流水泵送回吸收塔系统,含固55 %的底流靠重力自流入真空皮带脱水机,脱水后的产物为含水量小于10 %的石膏,考虑到本工程脱硫石膏需要在水泥厂中循环利用,所以在石膏输送皮带机后设置石膏干燥系统,经干燥后的石膏含水率小于2%。
二、工艺流程
1、脱硫制浆工序
电石制乙炔装置产生的电石渣浆液送入热电石脱硫工序的浆液罐,电石渣浆液由化灰泵送至电石渣浆液箱,再通过电石渣浆液泵送至吸收塔。
2、脱硫脱水工序
石膏脱水和干燥系统为全厂脱硫装置公用系统,来自吸收塔的石膏浆液经吸收塔排浆泵后进入石膏旋流器,这一步叫做一级脱水;浓缩后的浆液再经过真空皮带脱水机脱水,脱水的同时对石膏进行冲洗,以满足石膏综合利用的品质要求,脱水后石膏含水量为10%(wt)这一步叫做二级脱水,旋流站溢流的回流水返回吸收塔作为补充水,以维持吸收塔内的液面平衡。
考虑到本工程脱硫石膏需要在水泥厂中循环利用,设置石膏干燥系统,干燥后脱硫石膏含水率≤2%。系统主要设备有:石膏旋流站、真空皮带脱水机、真空泵、滤布冲洗水泵、回流水箱、回流水泵、石膏输送皮带机、振动料斗、加料绞龙、打散器、引风机,布袋除尘器
脱硫吸收工序
SO2吸收系统是脱硫装置的核心系统,待处理的烟气进入吸收塔与喷淋的电石渣浆液接触,去除烟气中的SO2。在吸收塔后设有除雾器,除去出口烟气中的雾珠;吸收塔每台浆液循环泵对应一层喷淋层,共三层,为吸收塔提供大流量的吸收剂,保证气液两相充分接触,提高SO2的吸收效率。生成石膏的过程中采取强制氧化,设置两台氧化风机(一用一备)将浆液中未氧化的HSO3-和SO32-氧化成SO42-,因为CaSO3为微溶、粘性高、易积聚和结垢的固体颗粒,若将浆液送至真空皮带机进行脱水,则会对后续脱水系统运行造成很大困难。而采用强制氧化反应后,当生成的CaSO4过量时,CaSO4会结晶析出CaSO4·2H2O。在氧化浆池内设有两台射流泵(一用一备),以保证混合均匀,防止浆液沉淀,氧化后生成的石膏通过吸收塔排浆泵排出,进入后续的石膏脱水系统
三、主要设备
吸收塔:
吸收塔是脱硫系统的主要装置,SO2吸收的吸收发生上部区域,下部为氧化区,主要参数如下
喷林层:Ф11.5m,主管碳钢衬胶,支管:FRP
入口区防腐:采用碳钢加玻璃鳞片树脂内衬,并在底部和侧面向上50mm处衬耐酸瓷砖
塔内氧化空气管道:FRP,?159*5.5
塔体:Ф11.5m×H30.3m;
射流搅拌:流量:1060m3/h
氧化风机:罗茨式;
四、运行情况
装置投运至今,运行稳定,脱硫效率达95%以上。