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利用电石渣生产水泥的反思与展望
摘要:利用电石渣制水泥通常采用“干磨干烧”或“湿磨干烧”工艺，本文通过对两种工艺过程的对比分析，指出各自优缺点，作出评价；并对利用电石渣制水泥的工艺选择，提出一些个人看法与建议。
1 电石渣的特性与水泥生产概况
电石渣是电石法PVC的生产过程中，电石水解后产生的废渣。电石渣的主要成分是Ca(OH)2，其化学成分CaO含量高达70%。从乙炔发生器中排出的电石渣水分高达90%以上，经沉降池浓缩后，水分仍有75～80%，正常流动时的水分在50%以上。电石渣容易造成环境污染，且难以治理，严重制约了电石法PVC工业的发展。
电石渣成分均匀，含钙量高，是优质的水泥原料，用来代替石灰石生产水泥是用量最大、利用也最为彻底的方法，解决了化工生产厂家的后顾之忧。利用电石渣生产水泥通常采用“湿磨干烧”或预烘干“干磨干烧”工艺：山东淄博(1200t/d)采用“干磨干烧”工艺，在2005年成功运行1年后停产至今，四川德阳(1500t/d)、四川乐山(2500t/d)这2条生产线也采用“干磨干烧”工艺，并于2008年建成投产，但由于电石渣供应问题没有解决，电石渣的掺入量尚末达到设计要求；此外尚有多条采用“湿磨干烧”工艺的水泥生产线。
化工生产厂家通过调整工艺，可以使得新出厂电石渣中Cl-含量达到“干磨干烧”或“湿磨干烧”工艺的要求；而历年积累的电石渣大都存在Cl-超标的问题，只能通过少掺或采用湿法、立窑、中空窑煅烧工艺加以解决，不在本文讨论之列。
2008年，国家发展改革委办公厅印发《关于鼓励利用电石渣生产水泥有关问题的通知》,以下简称《通知》。《通知》规定新建电石渣水泥生产线装置必须采用新型干法水泥生产工艺；现有电石渣水泥生产线可以采用“湿磨干烧”生产工艺进行改造[1]。这个规定有些不妥。
2 “干磨干烧”与“湿磨干烧”两种工艺过程的对比分析
(1) 从原料水分的去除来看，机械脱水无疑是最经济的方式，所以不管是“湿磨干烧”还是“干磨干烧”，都先采用压滤机对原料进行脱水。“湿磨干烧”是将生料浆进行压滤后送入破碎烘干机；“干磨干烧”则是先将电石渣浆压滤后再进行预烘干。
由于电石渣颗粒微细，分散度很高，具有多孔状结构，保水性极强，单独脱水的脱水率很低。采用厢式压滤机脱水后，电石渣滤饼水分在35%左右。而压滤生料浆时，由于其它易脱水原料的掺入，其保水性下降，生料滤饼的水分可降至27%。
以电石渣干基配比60%、其它原料平均含水率5%计算，“干磨干烧”工艺每吨干基生料带入水为0.6×35÷(100-35)+0.4×5÷(100-5)=0.344吨，带入水分的99%在预烘干和生料粉磨两个阶段内蒸发；“湿磨干烧”则为27÷(100-27)=0.370吨，主要在破碎烘干机内蒸发。由此可见在后续工序利用热能脱水时，“湿磨干烧”比“干磨干烧”多出0.026吨水。利用热能脱水往往是迫不得已才采用的方式，在这一点上，“干磨干烧”略占优势，“湿磨干烧”最为人所诟病的就是除电石渣外的原料要先加水再脱水，其结果是蒸发水量仅仅多出7%。
(2) 预烘干“干磨干烧”工艺选用回转式烘干机对压滤过的电石渣滤饼进行预烘干，使其水分由35%降至10%左右，这部分烘干热耗达1000kJ/kg-cl，加上烧成热耗3100kJ/kg-cl，合计熟料热耗高达4100kJ/kg-cl，与“湿磨干烧”工艺相当，节煤效果并不显著。另外还有一个现象：电石渣滤饼在回转式烘干机内翻滚后，逐渐密实并形成球状，获得一定的强度，需要重新破碎，同“湿磨干烧”先加水再脱水一样，有违反工艺路线之嫌。
(3) 电石渣成分均匀，只须烘干便可成为优质的水泥钙质原料，现预烘干“干磨干烧”工艺采用立磨对配合料进行最终的烘干兼粉磨，生料产量为75t/h时，立磨本身装机功率为575kW，加上立磨风机900kW，主机功率达1475kW。而在原料中需要粉磨的硅铝质、铁质及其它钙质原料仅占40%，即在30t/h左右，若选用球磨机对这部分物料进行粉磨，则只须选用一台Ф2.4×10m中卸烘干磨便完全可以满足要求，其主机功率仅为570kW。两种方案主机功率差别竟达905kW，产量为45t/h，初水分为10%的粉料的烘干、混合要占用905kW的装机功率，可见采用立磨粉磨以电石渣为主的原料并不节电。随着煤化工行业科学技术的不断进步，电石渣干排技术日益成熟，这为新型干法生产水泥提供了捷径，利用立磨粉磨电石渣生料浪费电能的缺陷将更为突出。
“湿磨干烧”采用破碎烘干机对压滤过的生料滤饼进行烘干、破碎，在获得相同生料的情况下，它的主机装机功率为450kW，加上湿法开流磨750kW，合计为1200kW，低于“干磨干烧”。（“湿磨干烧”要多用四台压滤机，主机功率为4×5.5kW；“干磨干烧”则需另加两台烘干机，主机功率为2×110kW，均末计入）。在电耗方面，“湿磨干烧”有优势。
3 对“干磨干烧”与“湿磨干烧”两种工艺的评价
(1) 通过上述对比可以发现：在电石渣掺量较大时，“湿磨干烧”工艺的电耗、投资指标均优于“干磨干烧”；其蒸发水量高于“干磨干烧”7%，热耗却不相上下，此中原因出在电石渣预烘干环节。从能量守恒的角度来看：水分蒸发的过程就是吸热的过程，降低热耗的途径有两个，一是降低物料水分，二是提高热交换效率。机械脱水是最经济的方式，它的能力要尽力发挥，在它的能力达到极限之后，就只能在提高热交换效率上多做工作了。回转式烘干机在烘干电石渣滤饼时，其效率显然没有在悬浮状态下效率高。回转式烘干机与破碎烘干机热效率的差异，在热耗上得到了极好的体现。
在传统水泥生产中，对于大宗湿物料，20年前水泥界就有共识：当原料水分超过10%或粘性过大时，均应排除干法工艺，否则物料烘干热耗将超过干法生产所能节省的热耗。这个10%即是生料磨所能烘干原料的水分极限，现在普遍采用立式磨，这个数据可提高至12-14%。例如：我国两个设计院在对峨眉水泥厂扩建年产70万吨新生产线的可行性研究中，就曾用全干法烘干工艺与“湿磨干烧”工艺进行对比，在分析中发现：全干法生产每年在熟料烧成热耗上虽比“湿磨干烧”节约标煤7052t，但原料的烘干热耗增加标煤9619t，水泥综合电耗又增加标煤2580t，使其综合能耗高于“湿磨干烧”方案5147t标煤，再加之干法投资高于“湿磨干烧”，其最优方案应选择“湿磨干烧”[2]可见，仅因“湿磨干烧”熟料烧成热耗指标高于全干法，就认为“湿磨干烧属于中间技术，不宜于广泛采用”是不科学的。我们寻求的应该是项目的整体效益。
“湿磨干烧”的缺点在于：因为驱动功率较大，在流程上可视作某级预热器的破碎烘干机必须置于地面，一旦发生积料，必须停窑处理。随着科技的进步，破碎烘干机日趋可靠。如果采用回转式烘干机烘干大宗湿物料，片面追求可靠性，片面追求新型干法，则是工艺的倒退，实非明智之举。
(2) 当电石渣滤饼掺入量较小，使得入磨原料综合水分控制在12-14%以下，舍弃回转式烘干机，利用立磨能够一步完成烘干兼粉磨时，新型干法的优势就很明显了，此时采用新型干法是合适的。若采用干排电石渣，尽管此项技术仍在逐步完善之中，则不论电石渣掺量多少，在现有技术条件下，新型干法几乎是唯一的选择。
4 是否有必要追求用电石渣100%替代石灰石？
(1) 电石渣中的Ca(OH)2在平衡分解压力为760mmHg下的分解温度为575℃，分解吸热1160kJ/kg；而石灰石中的CaCO3的分解温度为894℃，分解吸热1660kJ/kg。利用电石渣生产水泥，在电石渣掺入量较大时，其烧成热耗应远低于传统熟料，但在实际生产时，节能指标并末达到期望值，主要原因在于电石渣与石灰石化学成份的差异。
在电石法PVC的生产过程中，用来生产电石的原料是石灰石和焦碳，品位均很高；钙质在电石水解得到乙炔气的过程中只是作为载体出现，其本身并没有消耗，引入的杂质也极其有限。电石水解的主反应式为：CaC2(电石)+2H2O→C2H2↑(乙炔气)+Ca(OH)2↓(电石渣)。
不仅如此，在电石炉内温度高达2000℃和还原气氛的条件下，原料中的MgO被还原成单质，同K2O、Na2O一道气化后逃逸，其它微量元素则与钙质结合[3]。在电石和水反应的同时，电石中杂质也参与反应生成Ca(OH)2和其它气体，其副反应式为：
CaO+ H2O → Ca(OH)2
CaS+ 2H2O → Ca(OH)2 +H2S↑
Ca3N2+ 6H2O → 3Ca(OH)2 + 2NH3↑
Ca3P2+6H2O → 3Ca(OH)2 + 2PH3↑
Ca2Si+4H2O → 2Ca(OH)2 + SiH4↑
Ca3As2+ 6H2O → 3Ca(OH)2 + 2AsH3↑
以上原因造成电石渣中微量元素特别是MgO的缺失，使得熟料矿物特别是C3S要在更高温度下才能大量形成，烧成带温度要控制在1450℃以上，增加了熟料烧成热耗。
(2) PVC生产与水泥生产的差异决定二者不能始终同步运行，通过对业主的接触，发现他们大都希望在电石渣充足时，能最大限度地掺入电石渣，在化工厂停产检修时，也能用石灰石维持生产。
综上所述，笔者认为比较理想的情况是：电石渣替代石灰石能保持在60%～80%左右，其余使用低品位矿石，用以补充对水泥生产有利的微量元素。这样在热耗和运转率上都是比较理想的，片面追求100%替代石灰石并不能达到最佳效益。
5 “干磨湿烧”工艺简述
通过对两种工艺过程的对比分析，笔者提出一种利用电石渣煅烧水泥熟料的新思路，简而言之，就是“干磨湿烧”。“干磨湿烧”的主要特点是：单独粉磨、滤饼直接入分解炉。[4]
(1) 除电石渣外的辅助原料经配料后单独粉磨，并可根据原料条件决定是否采用均化措施。
(2) 针对电石渣滤饼特性，设计新型分解炉。
电石渣浆经压滤后，滤饼直接送入分解炉，一步完成烘干、分解；磨细辅助原料经配料后从C2筒上升管道喂入，经预热后由C3筒收集并喂入分解管道，在分解管道与预热器C4筒内完成与电石渣的混合，经C4筒收集后入窑煅烧成水泥熟料。
新生态的CaO有更快的反应速率，而在使用回转式烘干机烘干物料时，不仅热效率低，且物料有升温、冷却、入窑再升温的过程，因此电石渣直接入分解炉，可以减少无谓的热量损耗。
如果要求电石渣在炉内完成烘干、分解的过程，势必要提高炉内温度，分解炉出口温度也会随之提高，如果没有物料降温，预热器出口废气温度将会很高，这就是不能将混合料直接送入分解炉的原因。
6 结束语
(1) 在现有技术条件下，对于湿排电石渣，当电石渣掺入量大时，采用“湿磨干烧”工艺是合适的；当电石渣掺入量小，立磨能够完成烘干兼粉磨时，采用新型干法是合适的。
(2) 对于干排电石渣，不论电石渣掺入多少，均应采用新型干法；利用回转式烘干机烘干大宗湿物料并不可取。
(3) 电石渣替代石灰石保持在60%～80%左右，其余使用低品位矿石比较理想，片面追求100%替代石灰石并不能达到最佳效益。
(4) 目前在研究利用电石渣制水泥的过程中，往往是通过改变电石渣特性去适应新型干法，利用电石渣特性，研究开发新装备的工作却不多；“干磨湿烧”用于电石渣制水泥，应该能够简化工艺流程、降低建设投资和生产成本，取得更好的经济效益，但尚有待于实践的检验。
参考文献
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[3] 王刚.原料杂质对电石生产的影响[J]. 辽宁化工,1991,(4):25-27.
[4] 肖其中,周宏健,崔冬梅.利用电石渣生产水泥新思路[J]. 水泥工程,2008,(6):72-76.
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电石渣干磨干烧生产水泥生料制备系统的研究及应用
摘要:电石渣不必经过粉磨其粒度即可满足水泥生产中生料细度的要求，如何将高湿电石渣和其它原料制成合格的干磨干烧生料，其生料制备系统的选择主要有立式磨系统和风扫磨系统，文章通过技术经济比较，对于磨蚀性不大的硅质原料，采用立式磨粉磨系统是最合适的技术方案。
1 前言
电石渣是煤化工行业用乙炔法生产聚氯乙烯树脂或乙炔气厂产生的工业废渣，生产过程中以湿基排放，含水率在90～92%，经浓缩后电石渣液含水80%左右，由厢式压滤机压滤排出滤饼颗粒间的微离水分，料饼的水分最好状态可以达到25%，一般能保证在35%左右。电石渣中颗粒微细，（10～50）微米颗粒为80%以上，BT-9300激光粒度分布仪测定结果如下：电石渣的个数平均粒径：1.89μm；重量平均粒径：9.19μm；面积平均粒径：5.75μm；中位粒径：8.29μm；比表面积：947.32m2/kg。
从电石渣的颗粒性质可以看出：电石渣不必经过粉磨其粒度即可满足水泥生产中生料细度的要求。电石渣的主要成分是Ca(OH)2，其CaO含量高达60%以上，是制造水泥熟料的优质钙质原料，配料时须采用SiO2含量较高的粘土或页岩或砂岩或其它含硅原料。生产中采用电石渣、页岩（粘土、砂岩）、硫酸渣配料，其需要研磨的物料约占24%左右，入磨物料综合水分一般大于10%，要求生料制备系统烘干能力要强，而研磨的物料量非常少。
2 生料制备系统工艺方案的选择
2.1 生料粉磨系统工艺方案的选择
新型干法水泥生产线的生料粉磨通常采用烘干兼粉磨系统，对于电石渣配料的生料，主要有立式磨系统和风扫磨系统两种工艺方案可供选择。
立式磨是集破碎、粉磨、烘干、分级和气力输送于一体。入磨物料在磨辊的快速碾压下，物料被研磨并且向磨盘边沿风环处抛洒，被70～90m/s的高速风环气流带起，产生强烈的热交换，水分没有来得及蒸发的大块物料会再次沉落，反复带起、沉落，充分进行热交换，高速气流在磨腔内流速很快降低，形成强烈的紊流场，特别适合于高湿原料的烘干[1]；粉状物料随气流一起上升通过磨机上壳体进入分离器的分级区，在分离器转子叶片的作用下，其中的粗粉落回磨盘与新喂入的物料一起重新粉磨，合格的细粉随气流一起出磨，经收尘器收集为成品，其工艺流程见图1。生产中总结出如下方面的特点[2]：
1、入磨物料粒度大。入磨物料粒度可以达到辊径的5%， 60mm块状物料直接粉磨，可以减少原料破碎工序，节省设备投资。
2、入磨物料综合水分可以达到15～18%。立式磨通风量大，直接利用窑尾废气作为烘干热源，利用率达到80%。对于水分小于8%的原料或在运输和储存过程中不会发生粘结堵塞的原料可以直接入磨，以此简化烘干过程，降低产品热耗。
3、粉磨效率高，电耗低。磨内设有选粉功能，物料在磨内的停留时间约为2～4min，能及时有效地选出合格的细粉，减少过粉磨现象，产品的细度及化学成份可以很快测定并得以调整。生料粉磨系统电耗仅为18kWh/t，比风扫磨节电26%。
4、设备噪音低、扬尘少、系统工艺流程简单、设备布置紧凑、占地面积小、土建费用低，其占地面积和建设投资分别比风扫磨系统低50%和70%。
风扫磨是短而粗，其长径比一般小于2，进出料中空轴大，磨尾无出料篦板，可以通入大量热风，烘干能力强，利用窑尾废气可以烘干8%水分的物料；设置热风炉作为烘干补充热源，可以烘干12%水分的物料。风扫磨系统是借气力提升料粉，用粗粉分离器分选，粗粉再回磨粉磨，其工艺流程见图2。 立式磨系统和风扫磨系统优缺点比较见表1。
表1 立式磨系统和风扫磨系统优缺点比较
通过上表可以看出：立式磨系统具有粉磨效率高，电耗低，烘干能力大，系统漏风率小，建筑面积小，建设速度快，允许入磨物料粒度和水分大，工艺流程简单紧凑，噪音低等优点，尤其是近年来国产立式磨的技术和装备日益成熟，可以粉磨砂岩等易磨性较差的原料，因此立式磨已经成为水泥厂生料制备的主流设备。
2.2 电石渣生产水泥生料制备系统工艺方案的选择
立式磨制备生料系统工艺流程简述：将浓缩过的电石渣液压滤成料饼(含水30～35%)，通过输送设备送到电石渣的抓斗堆棚内，电石渣通过抓斗喂入受料斗，通过计量皮带机送入两台Φ3×25m烘干机内预烘干；烘干后的电石渣(含水12～15%)通过皮带机、斗提机送入1-Φ8×20m配料库。砂岩、页岩存放于堆场，硫酸渣存放在堆棚内。砂岩、页岩经颚式破碎机破碎后由皮带机分别送入1-Φ8×20m砂岩配料库和1-Ф8×20m页岩配料库，硫酸渣由皮带机送入1-Φ8×20m配料库；采用库底配料，HRM1900/2200型立式磨烘干兼粉磨生料，利用窑尾废气作为烘干介质，出磨气体先进入2-Ф3.2m高效旋风除尘器，气体中的粉料经分离后作为成品，由分格轮喂入螺旋输送机，经提升机送入1-Φ12×35m连续式均化库储存。被初步净化的气体由立式磨风机引出，由电收尘器进行二次净化，收集下来的粉尘也作为成品，经螺旋输送机输送至入库提升机。
风扫磨制备生料系统工艺流程简述：将浓缩过的电石渣液压滤成料饼(含水30～35%)，通过输送设备送到电石渣的抓斗堆棚内，电石渣通过抓斗喂入受料斗，通过计量皮带机送入两台Φ3×25m烘干机内预烘干；烘干后的电石渣水分一般要求控制在小于12%，电石渣呈3～5mm球形，通过皮带机、斗提机送入1-Φ8×20m配料库。砂岩、页岩存放于堆场，硫酸渣存放在堆棚内。砂岩、页岩经颚式破碎机破碎后由皮带机分别送入1-Φ8×20m砂岩配料库和1-Φ8×20m页岩配料库，硫酸渣由皮带机送入1-Φ8×20m配料库；采用库底配料，Φ4×7.5m风扫磨烘干兼粉磨，要求入磨物料综合水分小于12%。采用窑尾废气作为烘干介质，热风炉作为烘干补充热源，出磨气体先进入NHSF-260高效转子式生料分离器分选后，粗粉回磨头与新喂入的物料一起重新粉磨，合格的细粉随气流一起送入2-Ф3.2m高效旋风除尘器，气体中的粉料经分离后作为成品，由分格轮喂入螺旋输送机，经提升机送入1-Φ12×35m连续式均化库储存。废气经窑尾电收尘器进行除尘，收集下来的灰尘也作为成品，经螺旋输送机输送至入库提升机。
通过立式磨生料制备系统和风扫磨系统工艺流程相比较，不难看出，风扫磨系统存在以下缺点：
1、工艺流程复杂，操作上难度较大，运转率低，占地面积大，建筑面积大，系统投资费用高。
2、入磨物料综合水分为12%时，必须设置热风炉作为烘干补充热源，窑尾废气热能没有能够充分利用，系统能耗偏高，经济上不合理。
3、选用的球磨机规格大。虽然需要研磨的物料约占24%左右，但为了保证烘干能力和通风面积，必须选用大规格的风扫磨，要求烘干能力大和研磨能力小的矛盾在球磨内难以统一。
4、粉磨效率低，电耗高。
综上所述，对于磨蚀性不大的硅质原料，采用立式磨粉磨电石渣配料的生料是最合适的技术方案，对于磨琢性大的物料可以采用预破碎或预粉磨的方式加以解决。
3 电石渣生料制备系统立式磨的研究
淄博宝生环保建材有限公司1200t/d熟料水泥生产线于2005年7月18日顺利进行了生料制备系统负荷试车，8月22日生料粉磨系统产量在76t/h以上，到2005年9月系统产量稳定在85t/h以上，平均电耗18kWh/t生料，取得了较好的效果。
根据生产采用电石渣、粘土、石灰石、硫酸渣、砂岩五组份配料，需要研磨的物料约占37.7%，入磨物料综合水分为11～13%和原料易磨性实验的要求，磨机的磨辊、磨盘规格具有45～60t/h生料的研磨能力，风环总面积为0.8m2，保证有70～90m/s的风速，在风环上方1米处，气体温度即可从350℃下降到90～100℃，产生强烈的热交换；分离器具有220000m3/h处理能力，合肥水泥研究设计院研发的HRM1900/2200立式磨，具有80～90t/h生料的烘干能力，将烘干能力大和研磨能力小的矛盾在磨内达到完美的统一，具体技术性能参数见表2。
表2 HRM1900/2200立式磨技术性能
3.1 入磨物料综合水分
宝生公司采用电石渣、粘土、石灰石、硫酸渣、砂岩五组分配料，其原料配合比见表3，入磨物料综合水分为11.29%。
表3 原料配合比
3.2系统热平衡计算[2]
立式磨系统采用窑尾废气作为烘干热源，其废气成分见表4，废气量为85000Nm3/h，废气温度为320℃，立磨产量为75t/h，出磨生料平均水份1%，出磨废气温度为90℃，出磨生料温度为70℃，入磨原料温度为20℃，以0℃为计算基准。其系统热平衡计算结果见表5。
表4 窑尾废气成分
表4 系统热平衡计算
由计算结果得出：窑尾废气作为立磨的烘干热源，完全能够烘干综合水份为11.29%的原料。立磨气体含水量为0.3167KgH2O/Kg干空气， 由x=0.3167，t=90℃查表[3]可知，露点温度twb=72℃，说明气体在管道中和收尘器内不会结露。
4 结束语
国内首条高掺电石渣干磨干烧新型干法水泥生产线，采用HRM1900/2200型立式磨烘干兼粉磨生料，利用含水气22.77%的窑尾废气作为烘干热源，生产中完全能够烘干高湿原料，系统产量稳定在85t/h以上，平均电耗18kWh/t，取得了较好的效果。对综合利用电石渣作为水泥生产原料的生料制备系统起到了示范作用。
参 考 文 献
［1］肖其中, 卫耕, 唐根华等 利用立磨粉磨高湿原料的理论与实践. 水泥. 2003. 11
［2］于润如，严生编著《水泥厂工艺设计》 中国建材工业出版社. 1995
［3］南京化工学院，西安冶金建筑学院.《硅酸盐工业热工过程及设备》 中国建筑工业出版社. 1982.
电石渣浆作为脱硫剂在锅炉烟气脱硫中的应用
1.1电石渣的组成
电石渣浆自然沉降后，含湿率为60%，经自然风干后，过65目筛，取筛下物（即电石渣干料）分析，质量组成为Ca(OH)2为67.66%，CaCO3为20.01%，H2O为2.49%，其他为9.84%。
[email=1.2@%]1.2[/email]除尘后锅炉烟气的主要成分
除尘后锅炉烟气其中SO2质量浓度为1800～2600mg/m3，CO2质量浓度为54～78g/m3。S与C质量比约为1∶30。
脱硫设备及脱硫剂组成
y脱硫塔为旋流板结构，材质为不锈钢，塔高18.7m，直径3.2m，塔内有4层塔盘，高度间隔2.5m。全塔共有318块旋流板，平均板宽100mm，最小板间距15mm。
用电石渣浆上层清液作为脱硫剂。电石渣浆上层清液与脱硫后部分残液混合后，调pH为7～8，其中ρCa(OH)2为1.82～5.66g/L，SS为180～497mg/L，COD为150～1175mg/L。
Y脱硫工艺流程%脱硫流程图见图1。脱硫剂从循环池由耐腐蚀泵打入脱硫塔，沿塔壁按90°均布的4个降液盘流下。锅炉烟气经除尘后，以15～22m/s的流速通过管道以切线方向从底部进入脱硫塔，然后绕底部稳流柱减速到2.8～4.2m/s旋转上升，与逆流旋转喷淋而下的脱硫剂滴充分接触。在烟气流量为12000m3/h时，塔内烟气最大轴向流速为4.8m/s。脱硫后烟气由引风机抽出，然后经烟囱排放。脱硫后部分残液进循环池循环，其余残液进化工废水处理装置。
L脱硫原理
烟气中的CO2和SO2等酸性气体与脱硫剂接触，主要发生如下化学反应：
dSO2＋Ca(OH)2＝CaSO3＋H2O
CO2＋Ca(OH)2＝CaCO3＋H2O
V气液酸碱中和，取决于液体的雾化质量，雾化越细，则酸碱中和反应越充分，同时，液雾与烟气接触面积也越大，烟气脱硫效果越好。对流体来说，大面积旋转雾化喷淋和旋流技术既使气液接触面积增大，又使气相紊动剧烈，SO2与脱硫剂雾滴充分接触，有足够的时间和空间使气液通过吸附、溶解，进而发生中和、分离等反应。控制pH为7～8，有利于脱硫剂对SO2的吸收，不利于脱硫剂对CO2的吸收
脱硫自动控制系统6
电石渣给料系统
电石渣流量控制回路根据脱硫量的需要调节供给循环池的电石渣流量。通过测量原烟气流量和SO2含量而得到。由于电石渣流量的调节影响吸收塔反应池中浆液的pH值，为了使化学反应更充分，应该将pH保持在某一设定值；当pH值降低，所需的电石渣流量应按某一修正系数增加。将实际测量的pH值与设定值进行比较，通过pH值控制器产生一修正系数，对所需的电石渣流量进行修正。将经pH值修正后所需的电石渣流量与实际电石渣流量进行比较，通过一比例积分控制电石渣调节阀的开度。
循环池液位自动控制
进入吸收塔的热烟气由于冷却和饱和作用将带走汽化了的水，这部分损失的水量通过补水系统进行补充。可以通过调节给水调节阀的开度来调节循环池的液位，调节阀的开度则由烟气量和循环池液位的函数关系确定
从吸收塔出来的残液通过二通导流阀流向化工废水处理装置或流回循环池，通过控制二通导流阀的流向来确定残液的排放。通过电石渣浆流量闭环控制回路中电石渣浆的实际流量，间接地确定应排放的残液流量，该流量值经循环池上层清液浓度的修正，即浓度高时增加残液排放时间，浓度低时减少残液排放时间。
3.1脱硫效果
在脱硫装置调试运行期间（2008年5～7月份），对脱硫剂流量进行调控，当脱硫塔内＝1.2∶1，体系pH为7～8时，脱硫效果见表1。由表1可见，平均脱硫率为90.66%，且脱硫塔出气口处SO2质量浓度明显低于GB13271-2001《锅炉大气污染物排放标准》(900mg/m3)。
吸收体系pH对烟气脱硫效果的影响%。由于烟气中S与C质量比约为1∶30，大量的CO2与脱硫剂发生反应，将使体系的脱硫率下降。影响S与C吸收质量比的因素很多，但最重要的因素是系统的pH和温度。常温下，pH影响S与C吸收质量比，这是因为在碱性条件下，SO2和CO2都与电石渣脱硫剂反应，但生成物CaSO3和CaCO3溶度积差别很大（25℃时，KSP（CaSO3）＝6.76×10－3 , KSP（CaCO3）＝8.1×10－9），即CaCO3更难溶于水，所以在碱性条件下，电石渣脱硫剂主要与CO2反应生成CaCO3。随pH下降，生成物溶度积的影响逐渐减弱，反应物SO2和CO2水溶液酸性的影响逐渐占据主导地位，而SO2和CO2水溶液（H2SO3和H2CO3）酸性相比，前者比后者强得多(Kal（H2SO3）＝1.3×10－2 , Kal（H2CO3）＝4.2×10－7)，因此SO2更易与电石渣脱硫剂反应而被吸收。但是pH不能太低，否则影响吸收效率和吸收速率。因此，体系pH应控制在7～8。
4结论
山东恒通化工股份有限公司采用电石渣浆上层清液作为锅炉烟气脱硫剂，在烟气流速为2.8～4.2m/s、脱硫塔内nCa∶nS＝1.2∶1系统pH为7～8的条件下，平均脱硫率为90.66%，脱硫塔出气口处SO2质量浓度明显低于GB13271-2001《锅炉大气污染物排放标准》(900mg/m3)。实现了循环经济发展，取得了良好的社会效益。
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发表于 2021-11-29 11:29:16
