CN101822943A - 一种电石渣预处理的过氧化氢法湿法烟气脱硫工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电石渣预处理的过氧化氢法湿法烟气脱硫工艺，以电石渣作为脱硫剂对烟气进行湿法脱硫，在电石渣化渣过程中加入过氧化氢，并搅拌1～2小时，进行氧化反应，氧化电石渣中的还原性物质，氧化反应后的电石渣作为脱硫剂，用于烟气湿法脱硫。本发明对脱硫剂——电石渣进行氧化预处理，避免亚硫酸钙氧化成硫酸钙的时间过长，甚至出现因还原性物质过多而使亚硫酸钙无法氧化情况。经处理后的电石渣用于湿法烟气脱硫，可以减小吸收塔(塔内氧化)或者氧化塔(塔外氧化)的体积和氧化风机的风量，从而减少投资成本和运行成本。
Description
技术领域
本发明涉及环境保护技术领域，尤其涉及一种电石渣预处理的过氧化氢法湿法烟气脱硫工艺。
背景技术
目前，我国每年排放的SO2已达2000多万吨，酸雨面积已达国土面积的1/3以上。酸雨已成为制约我国经济发展的重要因素，控制SO2、NOX等排放是防止酸雨的关键措施。烟气脱硫是目前最主要的脱硫方式。在众多的烟气脱硫技术中，湿法烟气脱硫一直占据着主导地位，目前在世界上已建成的脱硫装置中，湿法脱硫装置约占80％，它具有脱硫与除尘可同时兼顾，机动灵活，适用性强，投资省和运行费用低的特点，被环保部门和有关专家学者认为是一项适合我国国情的实用技术。
电石渣是一种工业废料，但由于其主要成分是氢氧化钙，和熟石灰相同，而其价格低廉，因此，近年来被用来代替石灰作为脱硫剂，被大量用于湿法烟气脱硫中。
但是电石渣中同样含有硫、磷等还原性物质，在电石渣-石膏法烟气脱硫工艺中这些还原性物质会对亚硫酸钙氧化成硫酸钙的过程产生抑制作用，延缓氧化启动时间，降低氧化速率。氧化时间的延长会增加脱硫系统的浆液停留时间，进而需要更大的塔釜容积和氧化风量，这就增加了投资成本和运行成本。因此，解决还原性物质抑制亚硫酸钙氧化成硫酸钙的问题已经是当务之急了。
专利号为ZL200410092434.5的中国发明专利公开了一种利用废弃的电石渣生产高纯度石膏的方法，包括原料预处理过程、烟气脱硫过程、旋流优选过程和脱水过程。该专利中涉及的电石渣原料预处理过程仅包括选取固体物为15-18％的电石渣浆液，通过常规方法将固体物含量浓缩到20-30％，同时使氢氧化钙的含量在80-85％，未有涉及电石渣脱硫过程中还原性物质的去除。
目前所应用的湿法烟气脱硫工艺大多数都没有对电石渣进行过预处理，因此在控制投资成本和运行成本方面都不是很理想。
发明内容
本发明提供一种湿法烟气脱硫工艺，利用氧化剂对作为脱硫剂的电石渣经行氧化处理，以缩短氧化时间，降低投资成本。
一种电石渣预处理的过氧化氢法湿法烟气脱硫工艺，以电石渣作为脱硫剂对烟气进行湿法脱硫，在电石渣化渣过程中加入过氧化氢，并搅拌1～2小时，进行氧化反应，氧化电石渣中的还原性物质，氧化反应后的电石渣作为脱硫剂，用于烟气湿法脱硫。
过氧化氢具有极强的氧化性，而且能与水混溶，能更快、更完全的氧化溶于水中的还原性物质，并且其氧化后所生成的物质为水，不会污染电石渣浆液。
过氧化氢与电石渣中还原性物质(以S2-计)的摩尔比为4～5∶1为宜，因为电石渣中的还原性物质以S2-为主，而S2-和H2O2反应的摩尔比为4∶1，其反应方程式为：
S2-+4H2O2＝SO4 2-+4H2O
因此过氧化氢量太少的话氧化就不够完全，而过氧化氢量太多的话就会造成浪费，经过试验，一般摩尔比控制在4.5∶1为最佳条件(这和所用电石渣的还原性物质的成分有关，如果还原性物质较难氧化，则需要的过氧化氢量就更多)。
为了让氧化反应进行的更充分，选择搅拌设备的搅拌功率一般应满足0.15kw/m3·h，搅拌功率过小，浆液混合不够均匀，氧化反应就进行的不充分。
所述的氧化反应的时间和所用电石渣的还原性物质的成分有关，如果还原性物质较难氧化，则需要反应的时间也越长，最优为1-2小时，该反应时间内还原性物质能去除率在80％以上，一般设计氧化时间为1小时比较经济。
发明人通过分析多种电石渣的成分，得到其还原性物质一般为1‰左右，根据上述条件范围，可知所需加入的双氧水(工业级双氧水的质量百分比一般为27.5％)的量一般为2.3～2.9kg/m3。
本发明对脱硫剂——电石渣进行氧化预处理，避免亚硫酸钙氧化成硫酸钙的时间过长，甚至出现因还原性物质过多而使亚硫酸钙无法氧化情况。经处理后的电石渣用于湿法烟气脱硫，可以减小吸收塔(塔内氧化)或者氧化塔(塔外氧化)的体积和氧化风机的风量，从而减少投资成本和运行成本。
具体实施方式
选用电石渣作为脱硫剂对烟气进行湿法脱硫。在化渣池中注水后，加入电石渣，并开启搅拌，根据氧化剂和还原性物质(以S2-计)的摩尔比为4～5∶1的原则加入氧化剂(过氧化氢)，一般设计氧化剂和还原性物质的摩尔比为4∶1比较经济。搅拌的功率应满足0.15kw/m3·h，保持化渣池中浆液一直处于均匀状态，有利于氧化反应的进行。氧化时间控制在1-2小时，此时还原性物质去除率在80％以上，经过氧化预处理后的电石渣浆液用于湿法烟气脱硫可以缩短亚硫酸钙氧化成硫酸钙的启动氧化时间，减少浆液在脱硫系统中的停留时间，从而能减小塔釜体积和氧化风机的功率，减小投资成本和运行成本。
本发明实施例采用的双氧水为工业级双氧水，质量百分比为27.5％。
实施例1
某公司自备热电厂75t/h燃煤锅炉，采用电石渣-石膏湿法烟气脱硫工艺，烟气量为155000m3/h，烟气SO2浓度为4000mg/Nm3，采用塔外氧化。由于设计的鼓泡塔体积过小，导致氧化停留时间不够，亚硫酸根无法氧化到硫酸根，致使石膏品质极差，多为稀状。对工程所用电石渣进行了分析后，发现电石渣中含有1.05‰的还原性物质，因此决定对工艺进行改造，将电石渣先进行预处理。在化渣过程中加入2.4kg/m3的双氧水(过氧化氢和以S2-计的还原性物质的摩尔比为4∶1)，氧化其中的还原性物质，搅拌1小时后，再将经过氧化预处理后的电石渣浆液用于湿法烟气脱硫，保持原有的脱硫和氧化系统，脱硫效率未受影响，但缩短亚硫酸钙氧化成硫酸钙的启动氧化时间(改造大约需要3小时，改造后只需要0.5)，停留时间充足，石膏品质得到了极大的提升，石膏含水率低于10％，纯度高于96％。
实施例2
某热电厂2×130t/h燃煤锅炉，采用电石渣-石膏湿法烟气脱硫工艺，烟气量为300000Nm3/h，烟气SO2浓度为3000mg/Nm3，设计液气比为8L/m3，采用塔内氧化。对工程所用电石渣进行了分析后，发现电石渣中含有0.95‰的还原性物质，且较难氧化，因此决定对电石渣先进行预处理。在化渣过程中加入2.75kg/m3的双氧水(过氧化氢和还原性物质的摩尔比为5∶1)，氧化其中的还原性物质，搅拌2小时后，再将经过氧化预处理后的电石渣浆液用于湿法烟气脱硫。脱硫效率达到94％以上，吸收塔内氧化速率达到50mmol/L·h，石膏含水率低于10％，纯度高于97％。
实施例3
某热电厂2×220t/h燃煤锅炉，采用电石渣-石膏湿法烟气脱硫工艺，烟气量为420000m3/h，烟气SO2浓度为3800mg/Nm3，设计液气比为10L/m3，采用塔外氧化。。对工程所用电石渣进行了分析后，发现电石渣中含有1.2‰的还原性物质，因此决定对电石渣先进行预处理。在化渣过程中加入2.78kg/m3的双氧水(过氧化氢和还原性物质的摩尔比为4∶1)，氧化其中的还原性物质，搅拌1.5小时后，再将经过氧化预处理后的电石渣浆液用于湿法烟气脱硫。脱硫效率达到95％以上，氧化塔内氧化速率达到48.5mmol/L·h，氧化塔内亚硫酸根浓度低于10mmol/L，石膏含水率低于8％，纯度高于96％。
Claims (4)
1.一种电石渣预处理的过氧化氢法湿法烟气脱硫工艺，以电石渣作为脱硫剂对烟气进行湿法脱硫，其特征在于：在电石渣化渣过程中加入过氧化氢，并搅拌进行氧化反应，氧化电石渣中的还原性物质，氧化反应后的电石渣作为脱硫剂，用于烟气湿法脱硫。
2.如权利要求1所述的电石渣预处理的过氧化氢法湿法烟气脱硫工艺，其特征在于：过氧化氢与电石渣中以S2-计的还原性物质的摩尔比为4～5∶1。
3.如权利要求2所述的电石渣预处理的过氧化氢法湿法烟气脱硫工艺，其特征在于：过氧化氢与电石渣中以S2-计的还原性物质的摩尔比为4.5∶1
4.如权利要求1所述的电石渣预处理的过氧化氢法湿法烟气脱硫工艺，其特征在于：所述的氧化反应的时间为1～2小时。
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