CN111054207B - 一种应用于多管水床的电石渣-石膏烟气脱硫装置及方法 - Google Patents
一种应用于多管水床的电石渣-石膏烟气脱硫装置及方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种应用于多管水床的电石渣‑石膏烟气脱硫装置，包括制浆池、与所述制浆池连通的沉降池、内部设置有烟气多管和多管水床反应区的多管水床、废液储存池以及曝气池，并将上述装置应用于多管水床的电石渣‑石膏烟气脱硫工艺方法中，在保证出口烟气含硫量达标的前提下，最大幅度地精简整个脱硫系统的氧化装置，降低设备投资，缩减设备占地面积，实现水床内部防腐蚀，减少因腐蚀造成的经济损失。
Description
技术领域
本发明涉及烟气脱硫技术领域，更具体的说是涉及一种应用于多管水床的电石渣-石膏烟气脱硫装置及方法。
背景技术
电石渣是生产聚氯乙烯所产生的副产物，其主要成分为Ca(OH)2，是一种有毒有害的工业废料，在中国每年电石渣的产量高达数亿吨，许多生产电石渣的企业采用填海、填沟或有规则的堆放等方式处理，但由于电石渣极易溶于水，长期采用上述方式处理会导致土壤和浅层地下水的污染，使土壤盐碱化和盐渍化，并且每年这些企业需向环保部门缴纳高额的污染费。而利用电石渣为脱硫剂，不仅可以达到以废治废，变废为宝，减轻固体废料对环境的污染，而且有较高的经济效益和社会效益。
但是现有处理装置一方面难以保证氧化罐出口烟气达到脱硫标准，并且装置整体系统复杂，占地面积大，另一方面现有设备全部针对脱硫塔装置，在以多管水床为脱硫装置的中小型锅炉上难以应用。
因此，如何提供一种应用于多管水床的电石渣-石膏烟气脱硫装置及方法是本领域技术人员亟需解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种应用于多管水床的电石渣-石膏烟气脱硫装置及方法。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种应用于多管水床的电石渣-石膏烟气脱硫装置，包括
制浆池，所述制浆池用于将电石渣搅拌成电石渣浆液，并且所述制浆池外部连接有Ca(OH)2浓度监测仪；
沉降池，所述沉降池与所述制浆池连通，并用于接收电石渣浆液；
多管水床，所述多管水床靠近顶部一侧设置有脱硫浆液入口，所述沉降池通过管道连接至所述脱硫浆液入口；所述多管水床内部设置有烟气多管和多管水床反应区，所述烟气多管浸入所述多管水床反应区内，并且所述多管水床反应区连接有pH值监测仪，所述多管水床外侧连接有水位计；
废液储存池，所述废液储存池与所述多管水床通过管道连接；
曝气池，所述曝气池用于接收并处理所述废液储存池中的废弃浆液。
其中水位计安装在所述多管水床主体上，通过设定水位后台报警，当水位过低时，增大脱硫浆液循环泵的流量，当水位过高时，打开锥斗排放管上的电磁阀来稳定水位。
优选的，在上述一种应用于多管水床的电石渣-石膏烟气脱硫装置中，所述沉降池与所述多管水床之间设置有循环泵。
优选的，在上述一种应用于多管水床的电石渣-石膏烟气脱硫装置中，所述制浆池中设置有搅拌机。
优选的，在上述一种应用于多管水床的电石渣-石膏烟气脱硫装置中，所述沉降池入口设置有过滤网，所述沉降池中设置有旋振筛。
上述技术方案的有益效果是：增加两级电石渣处理设备，所述过滤网用于过滤大颗粒杂质，所述旋振筛用于过滤2mm以上的颗粒杂质，防止坚硬颗粒物对脱硫设备造成磨损。
优选的，在上述一种应用于多管水床的电石渣-石膏烟气脱硫装置中，所述多管水床与所述废液储存池之间通过侧边溢流管连接，并且所述多管水床与所述废液储存池之间还通过底部的锥斗排放管连接，所述锥斗排放管上设置有电磁阀。
优选的，在上述一种应用于多管水床的电石渣-石膏烟气脱硫装置中，所述曝气池外部连接有氧气风机。
上述技术方案的有益效果是:由所述氧化风机向氧化曝气池中通入氧气将废浆液氧化还原为石膏。
优选的，在上述一种应用于多管水床的电石渣-石膏烟气脱硫装置中，所述多管水床顶部设置有烟气入口和烟气出口，并且所述烟气入口与所述烟气出口均与所述烟气多管连通。
上述技术方案的有益效果是：烟气由所述烟气入口经过烟气多管进入多管水床反应区与电石渣浆液进行反应，脱硫过程完成后净化烟气由所述烟气出口排出。
优选的，在上述一种应用于多管水床的电石渣-石膏烟气脱硫装置中，所述烟气多管浸入所述多管水床反应区1.2-1.5m，保证了烟气与电石渣的充分接触。
本发明还公开了一种应用于多管水床的电石渣-石膏烟气脱硫方法，包括以下步骤：
(1)将电石渣输送至制浆池制成电石渣浆液，当Ca(OH)2浓度监测仪显示Ca(OH)2浓度到达12％时立即停止上料，并使用搅拌机将其搅拌均匀；
Ca(OH)2浓度设定在12％以内，可以有效的的控制Ca2+的浓度，防止钙离子反应生成过量的CaSO4，导致CaSO4达到饱和度，沉淀析出；
(2)搅拌好的电石渣浆液经沉降池入口的过滤网流至沉降池中，由循环泵将电石渣浆液的上清液输送至多管水床反应区中；
(3)将锅炉产生的烟气通过烟气入口输送至多管水床反应区中与电石渣浆液进行中和反应；
(4)保持多管水床反应区的液位高于溢流管底部，并利用溢流管和锥斗排放管将反应后的废弃浆液排放至废液储存池；
(5)将废液储存池中的废弃浆液排放至曝气池中，利用氧化风机向曝气池中通入氧气，生成CaSO4·2H2O；
(6)通过电抓斗将产物与浆液分离，并将分离出来的产物送至旋风分离器以及真空皮带机进行脱水处理，生成产物石膏。
优选的，在上述一种应用于多管水床的电石渣-石膏烟气脱硫方法中，步骤(3)中所述多管水床反应区的pH值控制在5.2-6.0之间。
上述技术方案的有益效果是：如果PH值高于6.0，虽然可以保证脱硫效率，但亚硫酸钙在高PH值下溶解度很低，大部分以固体沉淀物形式存在，由于亚硫酸钙的粘性等问题，会影响系统稳定运行，如果PH值低于5.2，虽然比较接近亚硫酸钙的最佳氧化状态，但长时间浆液呈酸性对设备腐蚀性大，水床内壁防腐层脱落，严重时会导致穿孔，进而出现漏烟、漏浆现象，同时，也不能完全保证脱硫效率。
优选的，在上述一种应用于多管水床的电石渣-石膏烟气脱硫方法中，步骤(4)中所述锥斗排放管与所述废液储存池之间的锥斗电磁阀每间隔1.5min开启一次，每次保持10s将废弃浆液由所述锥斗排放管排放至所述废液储存池中，可以防止多管水床底部锥斗发生堵塞现象。
优选的，在上述一种应用于多管水床的电石渣-石膏烟气脱硫方法中，步骤(5)中所述曝气池内的氧化率≥80％。
氧化过程中的氧化率决定将CaSO3转换成CaSO4的氧化状态，当氧化率在10％-20％或80％-100％时都能达到接近立项的氧化状态，但是氧化率在10％-20％难以达到，因此，本发明选择氧化率为80％以上。
经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种应用于多管水床的电石渣-石膏烟气脱硫装置及方法，具有以下优点：
本发明在保证出口烟气含硫量达标的前提下，最大幅度地精简整个脱硫系统的氧化装置，降低设备投资，缩减设备占地面积，采用控制pH值与调节CaSO4饱和度相结合的控制逻辑，使CaSO4及CaSO3在脱硫系统中难以沉淀形成坚硬的垢层来堵塞关键设备，进而保证水床反应区内pH值稳定，同时实现水床内部防腐蚀，减少因腐蚀造成的经济损失。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1附图为本发明应用于多管水床的电石渣-石膏烟气脱硫装置结构示意图；
图2附图为本发明实施例应用于多管水床的电石渣-石膏烟气脱硫装置pH值调节方法逻辑图；
图3附图为本发明实施例应用于多管水床的电石渣-石膏烟气脱硫装置水位调节方法逻辑图。
在图中，
1为制浆池、2为Ca(OH)2浓度监测仪、3为沉降池、31为旋振筛、32为过滤网、4为多管水床、41为烟气多管、42为多管水床反应区、5为pH值监测仪、6为废液储存池、7为曝气池、8为循环泵、9为溢流管、10为锥斗排放管、11为电磁阀、12为氧气风机、13为水位计。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例公开了一种应用于多管水床的电石渣-石膏烟气脱硫装置，包括
制浆池1，制浆池1用于将电石渣搅拌成电石渣浆液，并且制浆池1外部连接有Ca(OH)2浓度监测仪2；
沉降池3，沉降池3与制浆池1连通，并用于接收电石渣浆液；
多管水床4，多管水床4靠近顶部一侧设置有脱硫浆液入口，沉降池3通过管道连接至脱硫浆液入口；多管水床4内部设置有烟气多管41和多管水床反应区42，烟气多管41浸入多管水床反应区42内，并且多管水床反应区42连接有pH值监测仪5，多管水床4外侧连接有水位计13；
废液储存池6，废液储存池6与多管水床4通过管道连接；
曝气池7，曝气池7用于接收并处理废液储存池6中的废弃浆液。
为了进一步优化上述技术方案，沉降池3与多管水床4之间设置有循环泵8。
为了进一步优化上述技术方案，制浆池1中设置有搅拌机11。
为了进一步优化上述技术方案，沉降池入口设置有过滤网32，沉降池3中设置有旋振筛31。
为了进一步优化上述技术方案，多管水床4与废液储存池6之间通过侧边的溢流管9连接，并且多管水床4与废液储存池6之间通过底部的锥斗排放管10连接，锥斗排放管10上设置有电磁阀11。
为了进一步优化上述技术方案，曝气池7外部连接有氧气风机12。
为了进一步优化上述技术方案，多管水床4顶部设置有烟气入口和烟气出口，并且烟气入口与烟气出口均与烟气多管41连通。
为了进一步优化上述技术方案，烟气多管41浸入多管水床反应区421.2-1.5m。
本发明还公开了一种应用于多管水床的电石渣-石膏烟气脱硫方法，包括以下步骤：
(1)将电石渣输送至制浆池制成电石渣浆液，当Ca(OH)2浓度监测仪显示Ca(OH)2浓度到达12％时立即停止上料，并使用搅拌机将其搅拌均匀；
(2)搅拌好的电石渣浆液经沉降池入口的过滤网流至沉降池中，由循环泵将电石渣浆液的上清液输送至多管水床反应区中；
(3)将锅炉产生的烟气通过烟气入口输送至多管水床反应区中与电石渣浆液进行中和反应；
(4)保持多管水床反应区的液位高于溢流管底部，并利用溢流管和锥斗排放管将反应后的废弃浆液排放至废液储存池；
(5)将废液储存池中的废弃浆液排放至曝气池中，利用氧化风机向曝气池中通入氧气，生成CaSO4·2H2O；
(6)通过电抓斗将产物与浆液分离，并将分离出来的产物送至旋风分离器以及真空皮带机进行脱水处理，生成产物石膏。
为了进一步优化上述技术方案，步骤(3)中所述多管水床反应区的pH值控制在5.2-6.0之间。
为了进一步优化上述技术方案，步骤(4)中所述锥斗排放管与所述废液储存池之间的锥斗电磁阀每间隔1.5min开启一次，每次保持10s将废弃浆液由所述锥斗排放管排放至所述废液储存池中，可以防止多管水床底部锥斗发生堵塞现象。
为了进一步优化上述技术方案，步骤(5)中所述曝气池内的氧化率≥80％。
本发明实施例以某热电厂一个采用电石渣为脱硫剂的多管水床的75t/h燃煤炉为例，烟气量为150000m3/h，多管水床烟气入口处二氧化硫密度为3000mg/Nm3，设计脱硫效率为96％。多管水床的电石渣-石膏烟气脱硫工艺方法如下：
(A)将电石渣仓中的电石渣粉末经由皮带上料机送至制浆池中进行搅拌，当Ca(OH)2的浓度达到12％时，立即停止上料；
(B)使用搅拌机将电石渣粉末与水进行混合制成电石渣浆液，搅拌好的电石渣浆液由沉降池入口流入沉降池中，途中经过过滤网进行一级过滤，流入沉降池中的电石渣浆液利用旋振筛进行二级过滤，经过过滤沉降后的电石渣浆上清液由脱硫浆液循环泵输送至多管水床反应区中；
(C1)锅炉产生的烟气先经由布袋除尘器处理后，再通过多管水床烟气入口进入烟道由烟气多管输送至多管水床反应区与电石渣上清液反应；
(C2)经脱硫处理后的烟气经多管水床烟气出口排出，排出的净化烟气由引风机抽至烟囱排放；
(D1)酸性环境下抑制CaSO3的生成，使产物中Ca(HSO3)2的占比提高，同时由于Ca(OH)2的浓度比较低，生成的CaS04远远达不到其饱和度，不能使CaSO4达到饱和而生成沉淀，故判断多管水床反应区中的pH值是否在5.2-6.0的范围内，水位是否在溢流管处，若pH值不在5.2-6.0的范围内则进入步骤(D2)若水床水位不在溢流管处则进入步骤(D3)若pH值水位都在规定范围内则进入过程(D4)；
(D2)当多管水床反应区内的pH值低于5.2时应打开锥斗电磁阀排出废弃浆液并提高脱硫浆液循环泵的频率进行补液；
(D3)当多管水床反应区中脱硫浆液的液位低于溢流管处时，应增大脱硫浆液循环泵的频率，进行补液；
(D4)若多管水床反应区中的pH值以及水位都符合要求，则与烟气反应后的废液以常流水的方式经溢流管排出，并按1.5min的频率开启锥斗电磁阀，每次保持10s进行排放废液；
(E)废弃浆液由溢流管以及锥斗排放管排放至废液储存池中，并由废液储存池自然流动至曝气池中，再使用氧化风机向曝气池中通入氧气，保证曝气率在80％以上，还原出CaSO4·2H2O；
(F)将还原出的CaSO4·2H2O通过电抓斗抓出，送至旋风分离器以及真空皮带机进行脱水处理，最终生成可利用产物石膏，石膏脱水率达80％左右。
以上实施例的热电厂采用本发明的上述装置应用于多管水床的电石渣-石膏烟气脱硫方法具有以下优点：
(1)可以将整体装置内部垢层厚度控制在3mm/年，以便减少后期维护成本，同时避免因腐蚀、漏液带来的经济损失；
(2)一台75t/h的燃煤锅炉，每半年处理500余吨电石渣，减少9500余吨二氧化硫排放，节省脱硫剂原料费用高达40万元，减少了因电石渣长期堆积对环境的污染问题，实现“以废治废”“节约成本”的理想运行模式；
(3)采用本发明的应用于多管水床的电石渣-石膏烟气脱硫装置，根据电石渣中Ca(OH)2的含量不同，脱硫效率达到96％-99％。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (4)
1.一种应用于多管水床的电石渣-石膏烟气脱硫方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将电石渣输送至制浆池制成电石渣浆液，当Ca(OH)2浓度监测仪显示Ca(OH)2浓度到达12％时立即停止上料，并使用搅拌机将其搅拌均匀；
(2)搅拌好的电石渣浆液经沉降池入口的过滤网流至沉降池中，由循环泵将电石渣浆液的上清液输送至多管水床反应区中；
(3)将锅炉产生的烟气通过烟气入口输送至多管水床反应区中与电石渣浆液进行中和反应；
(4)保持多管水床反应区的液位高于溢流管底部，并利用溢流管和锥斗排放管将反应后的废弃浆液排放至废液储存池；
(5)将废液储存池中的废弃浆液排放至曝气池中，利用氧化风机向曝气池中通入氧气，生成CaSO4·2H2O；
(6)通过电抓斗将产物与浆液分离，并将分离出来的产物送至旋风分离器以及真空皮带机进行脱水处理，生成产物石膏；
步骤(3)中所述多管水床反应区的pH值控制在5.2-6.0之间；步骤(4)中所述锥斗排放管与所述废液储存池之间的电磁阀每间隔1.5min开启一次，每次保持10s将废弃浆液由所述锥斗排放管排放至所述废液储存池中；
所述应用于多管水床的电石渣-石膏烟气脱硫方法，采用以下装置：
制浆池，所述制浆池用于将电石渣搅拌成电石渣浆液，并且所述制浆池外部连接有Ca(OH)2浓度监测仪；
沉降池，所述沉降池与所述制浆池连通，并用于接收电石渣浆液；
多管水床，所述多管水床靠近顶部一侧设置有脱硫浆液入口，所述沉降池通过管道连接至脱硫浆液入口；所述多管水床内部设置有烟气多管和多管水床反应区，所述烟气多管浸入所述多管水床反应区内，并且所述多管水床反应区连接有pH值监测仪，所述多管水床外侧连接有水位计；
废液储存池，所述废液储存池与所述多管水床通过管道连接；
曝气池，所述曝气池用于接收并处理所述废液储存池中的废弃浆液；
所述沉降池入口设置有过滤网，所述沉降池中设置有旋振筛；
所述多管水床与所述废液储存池之间通过侧边溢流管连接，并且所述多管水床与所述废液储存池之间还通过底部的锥斗排放管连接，所述锥斗排放管上设置有电磁阀；
所述多管水床顶部设置有烟气入口和烟气出口，并且所述烟气入口与所述烟气出口均与所述烟气多管连通。
2.根据权利要求1所述的一种应用于多管水床的电石渣-石膏烟气脱硫方法，其特征在于，所述沉降池与所述多管水床之间设置有循环泵。
3.根据权利要求1所述的一种应用于多管水床的电石渣-石膏烟气脱硫方法，其特征在于，所述制浆池中设置有搅拌机。
4.根据权利要求1所述的一种应用于多管水床的电石渣-石膏烟气脱硫方法，其特征在于，所述曝气池外部连接有氧气风机。
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