專利名稱：有機(jī)酸強(qiáng)化電石渣煙氣脫硫技術(shù)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及火電廠、工業(yè)鍋爐及其他含二氧化硫的煙道氣的二氧化硫脫出(Flue GasDesulfurizaiton, FGD)，也涉及一種固體廢物資源化方法。
背景技術(shù)：
近年來(lái)我國(guó)SO2的年排放量都在2000萬(wàn)噸上下，排世界第一位。的排放已使我國(guó)近三分之一國(guó)土面積出現(xiàn)酸雨，成為世界三大酸雨區(qū)之一，給我國(guó)造成的損失每年在百億元以上。重點(diǎn)來(lái)自燃煤鍋爐，冶煉，燒結(jié)等行業(yè)。目前，煙氣脫硫(flue gas desulfurization，縮寫(xiě)為FGD)是世界上唯一大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用的脫硫技術(shù)。火電廠排放的煙氣具有兩個(gè)特點(diǎn)一是煙氣中SO2濃度很低，一般為在300-5000ppmv(1000-15000mg/Nm3)之間；二是煙氣量巨大。比如，300MW機(jī)組產(chǎn)生的煙氣量為120X 104Nm3/h。世界各國(guó)致力于煙氣脫硫研究的方法約200多種，但工業(yè)化應(yīng)用的只有10多種，包括以Ca0/CaC03為基礎(chǔ)的鈣法；以MgO為基礎(chǔ)的鎂法；以Na2CO3為基礎(chǔ)的鈉法；以NH3為基礎(chǔ)的氨法；以有機(jī)堿為基礎(chǔ)的有機(jī)堿法。以上方法各有優(yōu)缺點(diǎn)，但都要消耗資源，比如石灰石，MgO, Na2CO3等。電石渣為樹(shù)脂廠生產(chǎn)PVC產(chǎn)生的固體廢棄物，是電石水解獲取乙炔氣后產(chǎn)生的廢渣，電石置于乙炔發(fā)生器中，加水后進(jìn)行強(qiáng)烈化學(xué)反應(yīng)生成乙炔氣和氫氧化鈣溶液CaC2+H20 = C2H2+Ca (OH) 2乙炔氣用于生產(chǎn)聚氯乙烯，而電石渣和雜質(zhì)成為影響環(huán)境的廢棄物。我國(guó)每年堆放的電石渣就有數(shù)百萬(wàn)噸，但電石渣的主要成分是Ca(OH)2, NaOH, 皿8(0!1)2等，渣液pH值為12以上，堿度高，可以作為是很好的脫硫劑，達(dá)到以廢治廢的目的。電石渣如果直接用于脫硫存在以下缺陷(1)易結(jié)垢低pH值時(shí)，亞硫酸鹽溶解度急劇上升，硫酸鹽溶解度略有下降，會(huì)有石膏在很短時(shí)間內(nèi)大量產(chǎn)生并析出，產(chǎn)生硬垢。而高PH值亞硫酸鹽溶解度降低，會(huì)引起亞硫酸鹽析出， 產(chǎn)生軟垢。在堿性PH值條件下運(yùn)行會(huì)產(chǎn)生碳酸鈣硬垢。因此pH值控制不當(dāng)會(huì)造成系統(tǒng)堵塞，不能正常運(yùn)行。(2)吸收漿液的循環(huán)量很大，能耗高同樣因?yàn)镃a(OH)2的溶解度很低，需要增大液氣比(L/G)來(lái)保證達(dá)到一定的脫硫率，因此需要高循環(huán)負(fù)荷的循環(huán)泵，循環(huán)能耗高。比如，通常情況下，L/G = 10 20L/m3，吸收漿液循環(huán)泵功耗占0. 8 1. 0%的發(fā)電總量。一臺(tái)30萬(wàn)kW機(jī)組，泵的流量約20000m3/ h，揚(yáng)程為40m，泵功耗約3000kW?？梢?jiàn)，直接采用電石渣作為脫硫劑，系統(tǒng)不穩(wěn)定，容易結(jié)垢，而且能耗高，基建投資高
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種有機(jī)酸強(qiáng)化電石渣煙氣脫硫工藝，可以解決電石渣作為脫硫劑， 系統(tǒng)不穩(wěn)定，容易結(jié)垢，而且能耗高，基建投資高的問(wèn)題，達(dá)到高脫硫率，并且實(shí)現(xiàn)以廢治廢。本發(fā)明構(gòu)思為將PVC生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的電石渣漿液直接輸入漿液槽中，同時(shí)在漿液槽中加入濃度為0. 2-10% (Wt)的有機(jī)酸，電石渣漿液中的Ca(OH)2, Mg(OH)2等在漿液槽中溶解反應(yīng) (1)，直至完全變成有機(jī)酸鈣溶液Ca (OH) 2+H00C-CxHy = Ca (OOC-CxHy) 2+2H20(1)Mg (OH) 2+H00C-CxHy = Mg (OOC-CxHy) 2+2H20(2)通過(guò)循環(huán)泵將吸收漿液溶液輸入吸收塔，含Sh煙氣進(jìn)入吸收塔與吸收漿液發(fā)生脫硫反應(yīng)(3)-(10)，凈化煙氣排出吸收塔Ca (OOC-CxHy) 2+2S02+H20 = 2CaS03+H00C_CxHy (3)Mg (OOC-CxHy) 2+2S02+H20 = 2MgS03+H00C-CxHy (4)Ca (OH) 2+S02+H20 = CaS03+2H20 (5)Mg (OH) 2+S02+H20 = CaS03+2H20 (6)2Na0H+S02+H20 = Na2S03+2H20 (7)CaS03+S02+H20 = Ca (HSO3) 2(8)MgS03+S02+H20 = Mg (HSO3) 2(9)Na (SO3) 2+S02+H20 = 2NaHS03(10)吸收了 SA的吸收漿液在吸收塔底部被強(qiáng)制氧化，生成水合石膏2CaS03+02+2H20 = 2CaS04 · 2H20(11)石膏漿液送過(guò)濾工段過(guò)濾，濾液含有高濃度的有機(jī)酸(從反應(yīng)( (4)可以看出有機(jī)酸在脫硫過(guò)程中被置換出來(lái))被輸送到電石渣漿液槽，繼續(xù)使用。有機(jī)酸為乙酸、檸檬酸、己二酸，苯甲酸、腐殖酸中的至少一種，乙酸或糠醛生產(chǎn)中排放的含醋酸廢水，乳酸或檸檬酸生產(chǎn)中產(chǎn)生的廢液。本發(fā)明的工藝過(guò)程從PVC生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的電石渣漿液直接輸入漿液槽中，同時(shí)在漿液槽中加入濃度為0.2-10% (wt)的有機(jī)酸，然后將漿液輸送到吸收塔中與煙氣接觸，發(fā)生吸收脫硫反應(yīng)，凈化后的煙氣排出脫硫塔，吸收了 SO2的吸收漿液在脫硫塔底部被空壓機(jī)鼓入的空氣強(qiáng)制氧化成半水合石膏，石膏漿液輸送到水力旋流器中，經(jīng)旋流器分離后，頂流回到電石渣漿液槽中，底流送過(guò)濾工段過(guò)濾，濾液含有高濃度的有機(jī)酸被輸送到電石渣漿液槽，繼續(xù)使用。本發(fā)明有機(jī)酸強(qiáng)化電石渣漿液煙氣脫硫能提高脫硫漿液pH緩沖值，有效提高鈣離子濃度，提高脫硫率，提高石灰石的利用率，降低脫硫成本。于傳統(tǒng)電石渣直接脫硫相比， 在相同的液氣比條件下，脫硫率提高10-20%，電石渣利用率提高10-15%。


附圖為省去漿液制備系統(tǒng)的石灰石-石膏法煙氣脫硫工藝流程圖1-煙氣入口 ；2-氧化空氣入口 ； 3-攪拌漿；4-噴淋脫硫塔；5-漿液循環(huán)泵；
渣漿液槽；9-凈化煙氣出口
流器；13-帶式脫水機(jī)拌電機(jī)
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1參見(jiàn)附圖1，電石渣漿液從電石渣漿液入口 15直接輸入電石渣漿液槽8中，同時(shí)補(bǔ)充的有機(jī)酸從有機(jī)酸補(bǔ)充口 14加入到電石渣漿液槽8中，電石渣和有機(jī)酸漿液通過(guò)吸收漿液進(jìn)料泵7輸送進(jìn)入脫硫塔4中與從煙氣入口 1進(jìn)入的煙氣接觸，發(fā)生吸收脫硫反應(yīng)，凈化后的煙氣經(jīng)過(guò)除霧器10從脫硫塔4頂部9排出，吸收了的吸收漿液在脫硫塔4底部通過(guò)漿液循環(huán)泵5輸送到噴頭11繼續(xù)噴淋吸收SO2，在脫硫塔4底部生成的亞硫酸鈣和亞硫酸氫鈣被空壓機(jī)2鼓入的空氣強(qiáng)制氧化成半水合石膏，石膏漿液經(jīng)石膏出料泵6輸送到水力旋流器中12，經(jīng)旋流器分離后，頂流回到電石渣漿液槽8中，底流經(jīng)帶式脫水機(jī)過(guò)濾，濾液含有高濃度的有機(jī)酸被輸送到電石渣漿液槽8，繼續(xù)使用。某燃煤鍋爐煙氣量11 萬(wàn) Nm3/h，SO2 = 2000mg/Nm3 ；含塵 230mg/Nm3 ；溫度 140°C， 煙氣脫硫過(guò)程采用本發(fā)明公開(kāi)的技術(shù)，流程圖如圖1所示，并按上述具體實(shí)施方式
進(jìn)行，脫硫塔直徑4.0m，總高12m，石灰石溶解槽中有機(jī)酸為乙酸，濃度為0.2%， 液氣比為8. OL/m3，脫硫效率為95%，電石渣利用率為97. 6 %，所得二水石膏質(zhì)量為 CaCO3 ^ 0. 8%,表面水含量彡8.7%。實(shí)施例2按照實(shí)施例1所述的工藝過(guò)程進(jìn)行170t/h鍋爐配套煙氣脫硫，鍋爐出口 SO2濃度為1800mg/Nm3，溫度為152°C，進(jìn)塔pH為6. 0，電石渣漿液槽中有機(jī)酸為乙酸，濃度為10%， 液氣比為5. OL/m3，脫硫率為96. 2%，電石渣利用率為98. 6%。實(shí)施例3按照實(shí)施例1所述的工藝過(guò)程對(duì)實(shí)施例2使用的煤質(zhì)進(jìn)行調(diào)整，加入部分硫磺，提高鍋爐煙氣出口的濃度為9690mg/Nm3，電石渣漿液槽中有機(jī)酸為檸檬酸，濃度為10%， 液氣比為7. OL/m3，其余條件同實(shí)施例2，脫硫率為95. 8 %，電石渣利用率為98%。實(shí)施例4按照實(shí)施例1所述的工藝過(guò)程，在實(shí)施例2鍋爐煙氣出口處通過(guò)鼓風(fēng)機(jī)鼓入空氣， 降低脫硫塔入口處的濃度為960mg/Nm3，電石渣漿液槽中有機(jī)酸為苯甲酸，濃度為10%， 液氣比為3. OL/m3，其余條件同實(shí)施例2，脫硫率為97%，電石渣利用率為99. 3%。實(shí)施例5按照實(shí)施例1所述的工藝過(guò)程，將電石渣漿液槽中有機(jī)酸換為己二酸，濃度為 5%，液氣比為5. OL/m3，其余條件同實(shí)施例2，脫硫率為97. 2 %，電石渣利用率為98. 9%。實(shí)施例6
6-石膏出料泵； 10-除霧器；
7-吸收漿液進(jìn)料泵； 8-電石 11-噴頭；12-旋
14-有機(jī)酸補(bǔ)充口； 15-電石渣漿液入口； 16-攪
按照實(shí)施例1所述的工藝過(guò)程，將電石渣漿液槽中有機(jī)酸換為乙酸生產(chǎn)中排放的含乙酸廢水，濃度為10%，液氣比為6. OL/m3，其余條件同實(shí)施例2，脫硫率為96. 2%，電石渣利用率為97.6%。
權(quán)利要求
1.有機(jī)酸強(qiáng)化電石渣煙氣脫硫，其特征在于該方法主要包括以下步驟(1)、從PVC生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的電石渣漿液直接輸入電石渣漿液槽中；O)、在漿液槽中加入濃度為0.2-10% (wt)的有機(jī)酸，電石渣在漿液槽中溶解反應(yīng)；(3)、石膏漿液送過(guò)濾工段過(guò)濾，濾液含有高濃度的有機(jī)酸被輸送到電石渣漿液槽，繼續(xù)與電石渣反應(yīng)
2.如權(quán)利要求1所述的脫硫工藝，其特征在于脫硫劑使用的是PVC生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的電石渣漿液，不經(jīng)過(guò)處理。
3.如權(quán)利要求1所述的脫硫工藝，其特征在于在漿液槽中加入濃度為0.2-10%(wt) 的有機(jī)酸。
4.如權(quán)利要求3所述的脫硫工藝，其特征在于所述的有機(jī)酸為乙酸、檸檬酸、己二酸，苯甲酸、腐殖酸中的至少一種，乙酸或糠醛生產(chǎn)中排放的含醋酸廢水，乳酸或檸檬酸生產(chǎn)中產(chǎn)生的廢液。
5.如權(quán)利要求1所述的脫硫工藝，其特征在于石膏漿液過(guò)濾濾液含有高濃度的有機(jī)酸被輸送到電石渣漿液槽，繼續(xù)回用。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)一種有機(jī)酸強(qiáng)化電石渣煙氣脫硫工藝，主要應(yīng)用于火電廠、工業(yè)燃煤鍋爐及其他含二氧化硫的煙道氣的二氧化硫脫出(Flue Gas Desulfurizaiton，F(xiàn)GD)。采用該發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)煙氣脫硫的低投資、低運(yùn)行成本，從而使該脫硫技術(shù)獲得更廣泛的運(yùn)用。本發(fā)明采用的工藝投資、運(yùn)行、管理費(fèi)用少。實(shí)現(xiàn)電石渣資源化，實(shí)現(xiàn)以廢治廢。因此本發(fā)明具有優(yōu)良的性價(jià)比和廣泛的市場(chǎng)前景，尤其針對(duì)PVC行業(yè)中的自備鍋爐。
文檔編號(hào)B01D53/50GK102225307SQ20111009871
公開(kāi)日2011年10月26日 申請(qǐng)日期2011年4月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月20日
發(fā)明者劉盛余, 能子禮超, 邱偉 申請(qǐng)人:成都信息工程學(xué)院