脫硫灰作為脫硫劑濕法脫硫技術(shù)的研究

北極星環(huán)保網(wǎng)訊:紹了脫硫灰的來源、特性以及成分分析，闡明采用脫硫灰作為脫硫劑的可能性劑技術(shù)原理功能，以及如何改造現(xiàn)有脫硫裝置以滿足脫硫灰作為脫硫劑的可能。

關(guān)鍵詞：脫硫灰，特性，工藝措施

1、脫硫灰的特性

1.1脫硫灰的物理性質(zhì)

脫硫灰是一種淺灰色粉末，外觀像水泥，其主要物理性能是：含水量0.02%～0.36%，容積密度0.55～1.0t/m3，真密度2.25～2.69t/m3。加水壓實(shí)后，會(huì)像水泥一樣硬化，其壓實(shí)密度為1.4t/m3，最佳加水量為21%～26%，壓實(shí)后的滲透率為103～107t/m3，其抗壓強(qiáng)度為28d強(qiáng)度2～4MPa。

脫硫灰顆粒粒徑較小，絕大多數(shù)粒徑集中在60um以下。

1.2脫硫灰的化學(xué)性質(zhì)

半干法脫硫工藝產(chǎn)生的脫硫灰，是脫硫產(chǎn)物和粉煤灰的混合物，由除塵器一起排出。有預(yù)除塵器的脫硫灰以脫硫灰為主體，但由于混入脫硫產(chǎn)物，其化學(xué)性質(zhì)與普通粉煤灰已有很大差別。由下面可以看出，半干法脫硫灰一般都由亞硫酸鈣、硫酸鈣、碳酸鈣、氫氧化鈣、少量氯化鈣、氟化鈣以及部分粉煤灰組成，在噴霧干燥的半干法低溫脫硫工藝中，脫硫產(chǎn)物中的含硫物相則以CaSO3為主，CaSO4含量很少；未完全反應(yīng)。鈣元素一般以Ca（OH）2的形式存在，并且由于煙氣中大量CO2的存在，脫硫同時(shí)CaCO3的產(chǎn)生往往以此據(jù)多。而含有Ca（OH）2、CaCO3可以作為濕法脫硫的脫硫劑。

2、新疆熱電脫硫灰測試

2.1脫硫灰成分分析

參照《石膏化學(xué)分析方法》（GB/T5484-2000）及《高爐渣-游離氧化鈣含量的測定-蔗糖浸取EDTA滴定法》（CSM08012004-2005）分析了脫硫灰中的總鈣、殘鈣、酸不溶物、亞硫酸根、硫酸根、碳酸鈣的含量和消石灰中總鈣、酸不溶物、碳酸鈣含量，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下：

總CaO：50.8%，殘CaO：51.1%，SO2：23.1%，SO3：4%，酸不溶物3%，蔗糖CaO：20.5%

脫硫灰中CaSO4、CaSO3、CaCO3、Ca（OH）2百分比：

CaSO4：6.89%，CaSO3：30.64%，CaCO3推測：34.88%，Ca（OH）2推測：4.65%

總鈣、殘鈣、蔗糖鈣以氧化鈣質(zhì)量百分比表示，亞硫酸根及硫酸根分別以二氧化硫及三氧化硫形式表示，總鈣包含所有鈣化合物，殘余鈣包含除亞硫酸鈣及硫酸鈣的鈣化合物，蔗糖鈣包含除碳酸鈣外的鈣化合物。

2.2脫硫灰的脫硫容量

脫硫灰樣一含水率為0.95%，取101g的脫硫灰配成1L的漿液，脫硫灰樣二含水率為0.53%，取100.5g的脫硫灰配成1L的漿液，往漿液中通入二氧化硫氣體，在pH為4.0的情況下檢測漿液中所含的亞硫酸根、硫酸根含量，經(jīng)過換算得出脫硫容量，每克脫硫灰能吸收大約4mmol（約為0.26g）的SO2。

即一噸的脫硫灰可脫去0.26噸的SO2，即一噸脫硫灰折合純度為90%的石灰石約為0.45噸。從表1酸不溶物的情況看雜質(zhì)較少。所以對脫硫灰無需預(yù)處理，考慮脫硫灰的成份不穩(wěn)定，如按石灰石脫硫劑中添加一定比例的脫硫灰即采用混合脫硫劑的方式。將脫硫灰和石灰石混合作為濕法煙氣脫硫劑，不僅降低了石灰石的用量，而且實(shí)現(xiàn)了脫硫灰的資源化利用。

2.3硫灰粒度分析

用馬爾文激光粒度儀對脫硫灰樣品一進(jìn)行粒徑分析。

脫硫灰樣品粒度較細(xì)，250目通過率可達(dá)90%以上。

2.4分析報(bào)告及針對脫硫灰工藝方案措施

2.4.1分析報(bào)告

脫硫灰中該脫硫灰的脫硫容量為0.26gSO2/g脫硫灰，電石渣中CaCO3（%）：20.56%，Ca（OH）2（%）：72.66%，折Ca（OH）2）為87.87%）。電石渣的脫硫容量為0.59gSO2/g電石渣，由此可以得出，用脫硫灰時(shí)制漿系統(tǒng)的設(shè)計(jì)能力約為電石渣法的2.27倍。

脫硫灰中CaSO4（%）：6.58%，CaSO3（%）：30.99%，兩項(xiàng)之和為37.57%，和有效脫硫成分的含量38.76%相當(dāng)。由此可以得出，除去脫硫劑轉(zhuǎn)化的石膏外，還要增加脫硫灰本身這部分石膏轉(zhuǎn)化量。該脫硫灰的石膏產(chǎn)出為4.72g石膏/gSO2，電石渣法的石膏產(chǎn)出為3g石膏/gSO2，故出渣系統(tǒng)設(shè)計(jì)能力約為電石渣法的1.57倍。

脫硫灰脫硫跟石灰石不同：主要是有效成分CaO含量低，雜質(zhì)灰分較高[本次化驗(yàn)雜質(zhì)較小約3.3%]，含有硫酸鈣及亞硫酸鈣，需要氧化風(fēng)量大，漿液的氧化需要吸收塔塔釜、氧化塔塔釜相應(yīng)增大，需要制漿和出渣系統(tǒng)加大，并且脫硫灰組分（如氧化物AL2O3，F(xiàn)e2O3）對漿液的氧化性有一定影響。

2.4.2脫硫灰工藝方案措施

根據(jù)以上化驗(yàn)報(bào)告分析結(jié)果，當(dāng)沒有電石渣脫硫劑時(shí)，可以考慮采用脫硫灰+石灰石混合劑工藝，但脫硫灰有區(qū)別于石灰石為脫硫劑的脫硫工藝，應(yīng)給予不同的考慮，本方案擬采取了以下措施來滿足脫硫灰工藝的要求：

當(dāng)采用脫硫灰作為脫硫劑時(shí)，按設(shè)計(jì)煤種含硫0.68%設(shè)計(jì)脫硫灰工藝系統(tǒng)。改造的范圍如下：

1.制漿系統(tǒng)：主要供漿泵由原來的120m3調(diào)整為脫硫灰工藝200m3，相關(guān)的管道電氣等作相應(yīng)調(diào)整。校核電石渣漿液罐貯存時(shí)間，滿足大于2小時(shí)。

2.氧化系統(tǒng)風(fēng)機(jī)加大，主要是滿足脫硫灰本身亞硫酸鈣的轉(zhuǎn)化為石膏空氣量的要求。吸收塔塔釜加大，主要是滿足漿液停留時(shí)間、濃度控制及漿液氧化的要求。石膏漿液泵、旋流站、真空帶濾機(jī)、真空泵加大，及相關(guān)的管道閥門電氣控制系統(tǒng)調(diào)整加大，主要是滿足系統(tǒng)出渣的能力要求。

3.氧化塔加大，主要是滿足石膏氧化的要求。廢水處理系統(tǒng)加大。

通過以上改造，充分利用了廢棄的脫硫灰，以廢制廢，變廢為寶。目前新疆熱電2臺(tái)300MW機(jī)組脫硫劑制備改造工程已經(jīng)完成，并用脫硫灰部分代替石灰石/電石渣脫硫劑，收到了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，按一半脫硫灰代替石灰石，每年節(jié)約脫硫劑成本480萬元。

延伸閱讀：

濕法脫硫系統(tǒng)除塵效果分析與提效措施

濕法脫硫技術(shù)看了這個(gè)漫畫你就徹底明白了

最主流煙氣脫硫脫硝技術(shù)大匯總

這里還有你不知道的嗎?27種脫硫脫硝工藝大匯總