CN109675424A - 电石渣脱硫工艺中去除电石渣浆液中还原性物质的方法及系统 - Google Patents

电石渣脱硫工艺中去除电石渣浆液中还原性物质的方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种电石渣脱硫工艺中去除电石渣浆液中还原性物质的方法及系统，所述的电石渣脱硫工艺采用电石渣浆液作为脱硫剂随循环浆液在脱硫吸收塔内循环，以对烟气进行脱硫，所述的方法包括如下步骤：在将所述电石渣浆液加入所述循环浆液的同时还在循环浆液内加入双氧水，用以氧化电石渣浆液中的还原性物质。本发明将双氧水和电石渣浆液一起加入循环浆液中，在与循环浆液充分接触混合的过程中，利用双氧水氧化电石渣浆液中溶于水中的还原性物质，还原性物质预先被双氧水氧化后，可以避免其与脱硫产物亚硫酸钙接触并包裹在亚硫酸钙表面，导致亚硫酸钙氧化时间过长甚至无法氧化的现象发生；从而，本发明可以提高脱硫后浆液的氧化效率。

Description

电石渣脱硫工艺中去除电石渣浆液中还原性物质的方法及 系统
技术领域
本发明涉及烟气脱硫技术领域，尤其涉及电石渣脱硫工艺中去除电石渣浆液中还原性物质的方法及系统。
背景技术
国内电石生产乙炔化工企业每年都会有大量的电石渣产生，长期露天堆放会污染环境，同时也占用大量的宝贵土地资源，废弃电石渣堆放每年需向环保部门缴纳大量的排污费，已经成为制约化工行业发展的障碍。由于电石渣的主要成分为氢氧化钙，因此可代替石灰作脱硫剂用于电厂烟气脱硫，其产物可曝气氧化进一步制成脱硫石膏实现资源化利用。
电石渣浆中含有很多杂质，如硫化物、磷化物等以及易形成胶体态的物质SiO2及铁、镁、铝的氧化物等，这些杂质会影响石膏晶体的形状和大小，它们可优先与氧气结合而被氧化；此外，电石渣中的金属氧化物可能会包裹亚硫酸钙，影响亚硫酸钙与氧气的接触，这些因素会导致脱硫后形成的亚硫酸钙反应活性差，脱硫塔内完成氧化过程的难度较大。因此，目前电石渣脱硫氧化技术是烟气脱硫研究方向和技术发展趋势。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种电石渣脱硫工艺中去除电石渣浆液中还原性物质的方法及系统，以提高脱硫后亚硫酸钙氧化的效率。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：电石渣脱硫工艺中去除电石渣浆液中还原性物质的方法，所述的电石渣脱硫工艺采用电石渣浆液作为脱硫剂随循环浆液在脱硫吸收塔内循环，以对烟气进行脱硫，述的方法包括如下步骤：
在将所述电石渣浆液加入所述循环浆液的同时还在循环浆液内加入双氧水，用以氧化电石渣浆液中的还原性物质。
进一步的，所述的电石渣浆液以及双氧水均由脱硫吸收塔的循环泵的进料口之前加入至循环浆液中。
进一步的，所述的电石浆液以及双氧水分别由各自的管道加入至所述循环泵的进料管的管心处。
进一步的，所述双氧水的加入量能随所述电石渣浆液的加入量的变化而动态调整。
本发明还提供了一种电石渣脱硫工艺中去除电石渣浆液中还原性物质的系统，所述的电石渣脱硫工艺包括脱硫吸收塔、循环管以及循环泵，所述循环管的入口与所述脱硫吸收塔的下部连通，出口与布置在脱硫吸收塔顶部内的浆液喷嘴连通，所述的循环泵用于驱使循环浆液由循环管入口一端向出口一端流动，所述的系统包括电石渣浆液管路和双氧水管路，电石渣浆液管路和双氧水管路分别用于向所述循环管内加入电石渣浆液和双氧水。
进一步的，所述的电石渣浆液管路和双氧水管路与所述循环管连通的位置均位于所述循环泵的进料口之前。
进一步的，所述的电石渣浆液管路和双氧水管路的出口末端均位于所述循环泵的进料管的中心线处。
进一步的，所述的电石渣浆液管路上设置有电石渣调节阀和电石渣流量计；所述的双氧水管路上设置有双氧水调节阀和双氧水流量计；其中，所述双氧水调节阀的开度大小能随所述电石渣流量计采集的流量值的变化而动态调整。
本发明将双氧水和电石渣浆液一起加入循环浆液中，在与循环浆液充分接触混合的过程中，利用双氧水氧化电石渣浆液中溶于水中的还原性物质，之后双氧水、电石渣浆液再随循环浆液一起由浆液喷嘴喷出，与烟气中的二氧化硫充分接触，达到脱硫的目的，脱硫过程中电石渣浆液的主要成分氢氧化钙会反应生成亚硫酸钙，亚硫酸钙再经氧化后得到硫酸钙。由于电石渣浆液中的还原性物质预先已被双氧水氧化，所以可以避免还原性物质与脱硫产物亚硫酸钙接触并包裹在亚硫酸钙表面，导致亚硫酸钙氧化时间过长甚至无法氧化的现象发生。
本发明的有益效果是：采用双氧水氧化电石渣中的还原性物质后，可提高脱硫后浆液的氧化效率，亚硫酸钙的氧化效率可以达到85%以上，生产的石膏含水平均在15%，可以作为产品进行销售，一方面可以为企业带来经济效益，另一方面可以变废为宝，实现资源综合循环利用，推进行业清洁生产，发展循环经济模式。
附图说明
图1是本发明提供的一种去除电石渣脱硫浆液中还原性物质的系统的结构示意图；
图2是图1中A处的放大图；
图中标记为：1-烟气管道，2-脱硫吸收塔，3-循环泵进口开关阀，4-进料管，5-循环泵，6-循环管，7-浆液喷嘴，8-电石渣调节阀，9-电石渣流量计，10-电石渣浆液管路，11-双氧水调节阀，12-双氧水流量计，13-双氧水管路。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行进一步详细介绍，但本发明的实施方式不限于此。
本发明提供了一种电石渣脱硫工艺中去除电石渣浆液中还原性物质的方法，所述的电石渣脱硫工艺采用电石渣浆液作为脱硫剂随循环浆液在脱硫吸收塔内循环，以对烟气进行脱硫，所述的方法包括如下步骤：
在将所述电石渣浆液加入所述循环浆液的同时还在循环浆液内加入双氧水，用以氧化电石渣浆液中的还原性物质。
为了保证加入的双氧水能与电石渣浆液充分混合、接触，以确保还原性物质被氧化的较为彻底，可进行如下优化设计：（1）电石渣浆液以及双氧水均由脱硫吸收塔的循环泵的进料口之前加入至循环浆液中；（2）且电石浆液以及双氧水分别由各自的管道加入至所述循环泵的进料管的管心处。
另外，依据烟气中二氧化硫含量的变化，所加入的电石渣浆液的量也需随之发生变化，而为了确保电石渣浆液中的还原性物质能被充分氧化，所以需要保证双氧水的加入量能随电石渣浆液的加入量的变化而动态调整，以确保两者的比例恒定，避免出现由于双氧水不足而导致的还原性物质氧化不充分的现象。
图1示出了依据上述方法而设计的一种电石渣脱硫工艺中去除电石渣浆液中还原性物质的系统，所述的电石渣脱硫工艺包括脱硫吸收塔2、循环管6以及循环泵5，所述循环管6的入口与所述脱硫吸收塔2的下部连通，出口与布置在脱硫吸收塔2顶部内的浆液喷嘴7连通，所述的循环泵5用于驱使循环浆液由循环管6入口一端向出口一端流动，所述的系统包括电石渣浆液管路10和双氧水管路13，电石渣浆液管路10和双氧水管路13分别用于向所述循环管6内加入电石渣浆液和双氧水。
电石渣浆液的成分很复杂，存在Al3+，Mg2+，Fe3+，S2-，SO4 2-，P3-等杂质，而且相互影响，尤其是S2-会优先与氧气结合而被氧化，同时还会包裹亚硫酸钙，影响亚硫酸钙与氧气的接触，进而抑制亚硫酸钙的氧化，导致脱硫石膏的产量和质量不佳。
本发明采用双氧水预先对电石渣浆液中的还原性物质（尤其是S2-）进行氧化，氧化后的电石渣浆液作为脱硫剂加入到脱硫吸收塔进行烟气脱硫，脱硫过程中电石渣浆液与二氧化硫反应生成亚硫酸钙，亚硫酸钙再氧化成硫酸钙，进而制得脱硫石膏，实现资源的再利用。由于还原性物质已预先被双氧水氧化去除，因此在亚硫酸钙氧化的过程中，氧化效率可以大大提高，不会受到还原性物质的影响。
为了保证加入的双氧水能与电石渣浆液充分混合、接触，以确保还原性物质被氧化的较为彻底，可按如下方式优化电石渣浆液管路10和双氧水管路13的布设：所述的电石渣浆液管路10和双氧水管路13与所述循环管6连通的位置均位于所述循环泵5的进料口之前，并且所述的电石渣浆液管路10和双氧水管路13的出口末端均位于所述循环泵6的进料管4的中心线处，另外，两个管路的出口的间距较近且双氧水管路13的出口位于电石渣浆液管路10的出口的上游，如图2所示。
双氧水和电石渣浆液由脱硫吸收塔2循环泵6的进料管4处加入，具有以下两个优势：（1）一般脱硫吸收塔循环泵的流量很大，电石渣浆液的加入量很小，双氧水则更小，根据某公司的实例，其循环泵的流量为3600m3/h，并且有6台，而电石渣浆液的加入量只有20m3/h，双氧水的加入量则更少，少量的电石渣浆液和双氧水与大量的循环浆液混合更均匀，双氧水和电石渣浆液的接触面更大，能确保电石渣浆液中的还原性物质氧化更彻底；（2）双氧水和电石渣浆液混合在循环浆液中经循环泵进入脱硫吸收塔，从浆液喷嘴中喷出，与自下而上的烟气接触，浆液中富裕的双氧水还可以进一步氧化烟气中因煤炭带入的还原性物质。
电石渣浆液中的还原性物质主要为S2-，实际生产运行过程中也以S2-计，双氧水具有极强的氧化性，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，电石渣浆液和双氧水的氧化还原反应式为：
S2-+4H2O2＝SO42-+4H2O
S2-和双氧水的摩尔比为1:4，考虑双氧水的在反应过程中有约10%的分解损失，双氧水的含量为27.5%计(工业级双氧水的质量百分比一般为27.5％)。
另外，所述的电石渣浆液管路10上设置有电石渣调节阀8和电石渣流量计9；所述的双氧水管路13上设置有双氧水调节阀11和双氧水流量计12。为了确保双氧水与电石渣浆液的加入比例始终恒定，需要使双氧水调节阀11的开度大小能随电石渣流量计9采集的流量值的变化而动态调整，具体的，可预先分析检测电石渣浆液中S2-的量，然后根据电石渣浆液的流量算出应该加入的双氧水的流量，之后再将双氧水调节阀11和电石渣流量计9进行连锁，使得双氧水调节阀11的开度能根据电石渣流量计9所监测的流量信息自动调整，以确保两者比例始终恒定，当电石渣浆液流量发生变化时，双氧水的流量也能随之发生变化，进而保证双氧水的加入量适宜，电石渣浆液中的还原性物质能够被充分被氧化。
使用本发明的系统时，先打开循环泵5上游的循环泵进口开关阀3，然后启动循环泵5，使脱硫吸收塔2中的循环浆液开始循环，锅炉产生的烟气经烟气管道1进入脱硫吸收塔2。电石渣浆液经电石渣浆液管路10加入到循环泵5的进料管4中，电石渣调节阀8的开度需根据脱硫吸收塔2出口处烟气中二氧化硫的量来调整，以确保脱硫充分。双氧水经双氧水管路13加入到循环泵5的进料管4中，双氧水调节阀11的开度需根据电石渣流量计9所监测的流量信息自动调节，以确保双氧水的加入量适宜，既不会过多也不会过少，能够将电石渣浆液中的还原性物质充分氧化。
现有技术是将聚氯乙烯乙炔发生产生的电石渣浆液直接输送到脱硫吸收塔中作为脱硫剂使用，来处理锅炉烟气中的二氧化硫，因电石渣浆液中含有的大量还原性物质如硫化物、磷化物等，会影响石膏晶体的形状和大小，它们可优先与氧气结合而被氧化进而抑制亚硫酸钙的氧化，导致脱硫浆液氧化效果低，产生的脱硫石膏脱水困难，石膏中含水达到50%，石膏无法出售只能最为固废处理。与现有技术比较，本系统采用双氧水氧化电石渣中的还原性物质后，可提高脱硫后浆液的氧化效率，亚硫酸钙的氧化效率可以达到85%以上，生产的石膏含水平均在15%，可以作为产品进行销售，一方面可以为企业带来经济效益，另一方面可以变废为宝，实现资源综合循环利用，推进行业清洁生产，发展循环经济模式。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.电石渣脱硫工艺中去除电石渣浆液中还原性物质的方法，所述的电石渣脱硫工艺采用电石渣浆液作为脱硫剂随循环浆液在脱硫吸收塔内循环，以对烟气进行脱硫，其特征在于，所述的方法包括如下步骤：
在将所述电石渣浆液加入所述循环浆液的同时还在循环浆液内加入双氧水，用以氧化电石渣浆液中的还原性物质。
2.根据权利要求1所述的电石渣脱硫工艺中去除电石渣浆液中还原性物质的方法，其特征在于，所述的电石渣浆液以及双氧水均由脱硫吸收塔的循环泵的进料口之前加入至循环浆液中。
3.根据权利要求2所述的电石渣脱硫工艺中去除电石渣浆液中还原性物质的方法，其特征在于，所述的电石浆液以及双氧水分别由各自的管道加入至所述循环泵的进料管的管心处。
4.根据权利要求2所述的电石渣脱硫工艺中去除电石渣浆液中还原性物质的方法，其特征在于，所述双氧水的加入量能随所述电石渣浆液的加入量的变化而动态调整。
5.电石渣脱硫工艺中去除电石渣浆液中还原性物质的系统，所述的电石渣脱硫工艺包括脱硫吸收塔（2）、循环管（6）以及循环泵（5），所述循环管（6）的入口与所述脱硫吸收塔（2）的下部连通，出口与布置在脱硫吸收塔（2）顶部内的浆液喷嘴（7）连通，所述的循环泵（5）用于驱使循环浆液由循环管（6）入口一端向出口一端流动，其特征在于，所述的系统包括电石渣浆液管路（10）和双氧水管路（13），电石渣浆液管路（10）和双氧水管路（13）分别用于向所述循环管（6）内加入电石渣浆液和双氧水。
6.根据权利要求5所述的电石渣脱硫工艺中去除电石渣浆液中还原性物质的系统，其特征在于，所述的电石渣浆液管路（10）和双氧水管路（13）与所述循环管（6）连通的位置均位于所述循环泵（5）的进料口之前。
7.根据权利要求6所述的电石渣脱硫工艺中去除电石渣浆液中还原性物质的系统，其特征在于，所述的电石渣浆液管路（10）和双氧水管路（13）的出口末端均位于所述循环泵（6）的进料管（4）的中心线处。
8.根据权利要求5所述的电石渣脱硫工艺中去除电石渣浆液中还原性物质的系统，其特征在于，所述的电石渣浆液管路（10）上设置有电石渣调节阀（8）和电石渣流量计（9）；所述的双氧水管路（13）上设置有双氧水调节阀（11）和双氧水流量计（12）；其中，所述双氧水调节阀（11）的开度大小能随所述电石渣流量计（9）采集的流量值的变化而动态调整。
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