新疆中泰化学托克逊能化有限公司 新疆吐鲁番 838100
摘要：电石渣脱硫剂的使用能够达到节能降耗的目的，在各个电厂中得到了较为广泛的应用。因此，本文分析了电石渣脱硫剂替代石灰石、石灰脱硫剂的意义及其在各种脱硫工艺中的脱硫原理和适用性，介绍了内蒙古三联化工集团电石渣脱硫剂在各种脱硫工艺的成功应用及其特点。
关键词：电石渣；脱硫机；应用研究
前言：电石渣是工业电石(CaC 2 )生产乙炔气时产生的废渣，主要成分是 Ca(OH) 2。某化工集团现有 PVC 装置生产能力40 万t/a，满负荷生产时每年可产生电石渣(干基)60 万 t 左右。用电石渣代替石灰石生产水泥是目前电石渣综合利用中较为彻底、技术上也较为成熟的方法。某化工也曾考虑建设一套利用电石渣生产水泥熟料生产线，但随着国家对水泥产业的调控，该项目未能实施。因此，某化工产生的电石渣主要是补贴运费送至周边的水泥生产企业生产水泥，但是随着国家一系列环保政策的实施，原有的一些不符合产业政策的小水泥厂被关停，未被关停的水泥厂也是开开停停，导致电石渣成为制约某化工发展的最大障碍。
1.电石渣应用研究进展
1.1建材
建材行业主要用于生产水泥、制砖和做路基材料。（1）用电石渣大比例替代石灰石原料生产水泥，能有效降低水泥生产成本，具有良好的经济效益。具体生产工艺有机立窑工艺、湿法回转窑工艺、湿磨干烧工艺，新型干磨干烧工艺。（2）用电石渣、煤渣等为主要原料生产标准建筑砖，减少因粘土砖而毁坏良田的情况。另外还可以制免烧砖，碳化砖等，砖的抗压强度在 5 MPa 以上，达到相关建材标准。（3）做路基原料根据交通部颁发的行业标准《公路路面基层施工技术规范》（JTJ 034-93），有效钙含量在 20%以上的等外石灰、贝壳石灰、珊瑚石灰及电石渣等，通过实验，只要混合料的强度符合标准，就可以应用做路基原料。而试验结果表明，电石渣稳定土的强度等指标达到了规范的要求，适于做筑路材料。使用电石渣代替生石灰的技术能使筑路工程造价降低30%。
1.2环保
在环保上，电石渣主要用于生产脱硫剂、处理酸性废水。电石渣主要成分是 Ca（OH）2，强碱性，能有效吸收酸性气体。脱硫能力比商品 Ca（OH）2高 20％，成本仅为商品 Ca（OH）2的三分之一。目前，美国 ALANCO 公司的荷电干吸收剂喷射脱硫系统（CDSI）和瑞典 ABB 公司的循环流化床脱硫系统（CFD）均采用电石渣作为脱硫剂。在国内，浙江巨化、太原第一热电厂、新疆石河子天富集团所有热电厂均已成功使用电石渣做脱硫剂进行烟气脱硫，效果很好，中国平煤神马集团建有用电石渣做脱硫剂的生产线，产品已开始在集团内部电厂试用。利用电石渣的强碱性，可以中和处理酸性废水，还可以处理含砷、含氟、含铬电镀废水，对某些废水还起到沉淀混凝作用。湖北宜化利用电石渣处理纯碱生产过程中的废水，每天使用电石渣约 2 000 t。
1.3化工产品
利用电石渣中主要成分是 Ca（OH）2的这一特性，可以代替熟石灰生产纯碱、过氧化钙、漂白液、漂粉精、环氧乙烷、环氧丙烷等多种化工产品。
2.电石渣脱硫剂用于炉内脱硫的适用性分析
2.1电石渣脱硫剂的优势
(1)电石渣脱硫剂有效成分比石灰石高。目前，普遍使用的石灰石原料的设计参数见表1，三联化工电石渣脱硫剂成分见表2。
表 1 石灰石设计参数
表 2 电石渣脱硫剂成分
由表 2 可以看出:CaO 的折算质量分数为 65%以上;而石灰石即使纯度达到 100%，CaO 质量分数也仅为 56%，因此相同质量条件下电石渣的 CaO含量远高于石灰石。(2)电石渣的比表面积高于石灰石。电石渣表观密度为 550 kg/m 3 ，中位粒径为27.13μm，平均粒径为 52.46μm，粒度较常规使用的炉内脱硫石灰石粉明显偏细，所以电石渣的比表面积高于石灰石，反应速度快，反应能力强。
2.2电石渣脱硫剂的适用性分析
从以上分析不难看出，电石渣与石灰石相比有很大优势，具体用到实际脱硫中的适应性分析如下。(1)电石渣脱硫剂用于炉内脱硫的适用性分析。从炉内干法脱硫原理对比不难看出:电石渣与石灰石用于炉内干法脱硫均需要首先分解为 CaO，脱硫剂的分解条件和分解速度就成为制约脱硫效果的首要因素。通过热重分析试验很容易得到石灰石和电石渣的分解情况，电石渣高于 400 ℃即可发生分解，而石灰石的起始分解温度一般在600 ℃以上。而且电石渣的分解反应与 SO 2从煤中燃烧释放接近同步，所以电石渣与 SO 2的接触时间长于石灰石，反应更充分。由此，电石渣的炉内脱硫能力优于石灰石。(2)电石渣脱硫剂用于现有半干半湿法脱硫的适用性分析。半干半湿法的脱硫剂通常是采用 CaO，采用过热蒸汽或者空气作为输送介质。使用过热蒸汽输送脱硫剂和脱硫灰的特点是:石灰在输送过程中与水蒸气反应，变为湿强碱性的 Ca(OH)2，Ca(OH) 2较 CaO 容易与烟气中的 SO 2反应;过热的水蒸气会激活粉煤灰中 10%以上的潜在碱性物质，使之变为有活性的碱性物质并参与脱硫反应，在大大降低脱硫剂使用量的前提下，同样能达到理想的脱硫效果采用空气输送脱硫剂，由于没有 CaO 消化环节，因而 SO 2的去除率低。但是对于电石渣脱硫剂，由于其主要成分就是Ca(OH) 2 ，因此用于半干半湿法脱硫系统不但可以进一步提高脱硫效果，而且可以采用空气输送脱硫剂，从而可以提高 CaSO3转化为 CaSO4的比例。(3)电石渣脱硫剂用于现有湿法脱硫的适用性分析。从技术原理上来说，以电石渣替代石灰石作烟气脱硫剂是完全可行的，而且电石渣作为脱硫剂与 SO2的反应速度快。首先因为 Ca(OH) 2在水溶液中的溶解度为 1. 608 kg/m 3，约为石灰石溶解度的10000倍 ;另外用电石渣脱硫时，由于 Ca(OH)2分解生成的 OH－与 SO 2水解反应生成的 H+反应生成H2O，所以两个反应互相促进，反应速度很快，而石灰石的分解反应会受到CO2逸出速度的影响，反应速度相对会慢很多。
3.电石渣脱硫剂生产工艺流程简述
来自某化工电石渣临时堆场的电石渣，含水质量分数约为 23%，通过翻斗运输车将其卸入电石渣仓。电石渣仓下部出料，经喂料器进行较准确的计量后，通过皮带输送机喂入烘干锤式破碎机进行烘干。烘干后的成品电石渣则随热烟气进入旋风除尘器及布袋除尘器，经过两级除尘收集到的成品电石渣通过链式输送机及斗式提升机入库储存。成品通过仓式泵气力输送至包装机包装入库或散装车运输。该工程控制烘干锤式破碎机进口热风温度在650 ～750 ℃，采用热风炉系统进行加热，系统排出的废热空气送氯碱界区再利用。
结语：电石渣由最初没人要的固废逐步变成建材、环保、化工等多领域的原材料，是大量科技人员经过长期创新、探索的结果，电石渣由废变宝也是中国氯碱行节能减排的一项重要成果。
参考文献：
[1]王鹏．环流化床电石渣脱硫实验分析［D］．保定:华北电力大学，2011.
论文作者:张多江
论文发表刊物:《防护工程》2018年第35期
论文发表时间:2019/3/5
标签：电石论文; 石灰石论文; 脱硫剂论文; 分解论文; 适用性论文; 湿法论文; 水泥论文; 《防护工程》2018年第35期论文;