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紹了脫硫灰的來源、特性以及成分分析, 闡明採用脫硫灰作為脫硫劑的可能性劑技術原理功能, 以及如何改造現有脫硫裝置以滿足脫硫灰作為脫硫劑的可能。
關鍵字:脫硫灰, 特性, 工藝措施
1、脫硫灰的特性
1.1脫硫灰的物理性質
脫硫灰是一種淺灰色粉末, 外觀像水泥, 其主要物理性能是:含水量0.02%~0.36%, 容積密度0.55~1.0t/m3, 真密度2.25~2.69t/m3。 加水壓實後, 會像水泥一樣硬化, 其壓實密度為1.4t/m3, 最佳加水量為21%~26%, 壓實後的滲透率為103~107t/m3, 其抗壓強度為28d強度2~4MPa。
脫硫灰顆粒粒徑較小, 絕大多數粒徑集中在60um以下。
1.2脫硫灰的化學性質
半幹法脫硫工藝產生的脫硫灰, 是脫硫產物和粉煤灰的混合物, 由除塵器一起排出。 有預除塵器的脫硫灰以脫硫灰為主體, 但由於混入脫硫產物, 其化學性質與普通粉煤灰已有很大差別。
2、新疆熱電脫硫灰測試
2.1脫硫灰成分分析
參照《石膏化學分析方法》(GB/T5484-2000)及《高爐渣-游離氧化鈣含量的測定-蔗糖浸取EDTA滴定法》(CSM08012004-2005)分析了脫硫灰中的總鈣、殘鈣、酸不溶物、亞硫酸根、硫酸根、碳酸鈣的含量和消石灰中總鈣、酸不溶物、碳酸鈣含量, 實驗結果如下:
總CaO:50.8%, 殘CaO:51.1%, SO2:23.1%, SO3:4%, 酸不溶物3%, 蔗糖CaO:20.5%
脫硫灰中CaSO4、CaSO3、CaCO3、Ca(OH)2百分比:
CaSO4:6.89%, CaSO3:30.64%, CaCO3推測:34.88%, Ca(OH)2推測:4.65%
總鈣、殘鈣、蔗糖鈣以氧化鈣品質百分比表示, 亞硫酸根及硫酸根分別以二氧化硫及三氧化硫形式表示, 總鈣包含所有鈣化合物, 殘餘鈣包含除亞硫酸鈣及硫酸鈣的鈣化合物, 蔗糖鈣包含除碳酸鈣外的鈣化合物。
2.2脫硫灰的脫硫容量
脫硫灰樣一含水率為0.95%, 取101g的脫硫灰配成1L的漿液, 脫硫灰樣二含水率為0.53%, 取100.5g的脫硫灰配成1L的漿液, 往漿液中通入二氧化硫氣體, 在pH為4.0的情況下檢測漿液中所含的亞硫酸根、硫酸根含量, 經過換算得出脫硫容量, 每克脫硫灰能吸收大約4mmol(約為0.26g)的SO2。
即一噸的脫硫灰可脫去0.26噸的SO2, 即一噸脫硫灰折合純度為90%的石灰石約為0.45噸。 從表1酸不溶物的情況看雜質較少。 所以對脫硫灰無需預處理,
2.3硫灰細微性分析
用瑪律文鐳射細微性儀對脫硫灰樣品一進行粒徑分析。
脫硫灰樣品細微性較細, 250目通過率可達90%以上。
2.4分析報告及針對脫硫灰工藝方案措施
2.4.1分析報告
脫硫灰中該脫硫灰的脫硫容量為0.26gSO2/g脫硫灰, 電石渣中CaCO3(%):20.56%, Ca(OH)2(%):72.66%, 折Ca(OH)2)為87.87%)。 電石渣的脫硫容量為0.59gSO2/g電石渣, 由此可以得出, 用脫硫灰時制漿系統的設計能力約為電石渣法的2.27倍。
脫硫灰中CaSO4(%):6.58%, CaSO3(%):30.99%, 兩項之和為37.57%, 和有效脫硫成分的含量38.76%相當。 由此可以得出,
脫硫灰脫硫跟石灰石不同:主要是有效成分CaO含量低, 雜質灰分較高[本次化驗雜質較小約3.3%], 含有硫酸鈣及亞硫酸鈣, 需要氧化風量大, 漿液的氧化需要吸收塔塔釜、氧化塔塔釜相應增大, 需要制漿和出渣系統加大, 並且脫硫灰組分(如氧化物AL2O3, Fe2O3)對漿液的氧化性有一定影響。
2.4.2脫硫灰工藝方案措施
根據以上化驗報告分析結果, 當沒有電石渣脫硫劑時, 可以考慮採用脫硫灰+石灰石混合劑工藝, 但脫硫灰有區別於石灰石為脫硫劑的脫硫工藝, 應給予不同的考慮, 本方案擬採取了以下措施來滿足脫硫灰工藝的要求:
當採用脫硫灰作為脫硫劑時,按設計煤種含硫0.68%設計脫硫灰工藝系統。改造的範圍如下:
1.制漿系統:主要供漿泵由原來的120m3調整為脫硫灰工藝200m3,相關的管道電氣等作相應調整。校核電石渣漿液罐貯存時間,滿足大於2小時。
2.氧化系統風機加大,主要是滿足脫硫灰本身亞硫酸鈣的轉化為石膏空氣量的要求。吸收塔塔釜加大,主要是滿足漿液停留時間、濃度控制及漿液氧化的要求。石膏漿液泵、旋流站、真空帶濾機、真空泵加大,及相關的管道閥門電氣控制系統調整加大,主要是滿足系統出渣的能力要求。
3.氧化塔加大,主要是滿足石膏氧化的要求。廢水處理系統加大。
通過以上改造,充分利用了廢棄的脫硫灰,以廢制廢,變廢為寶。目前新疆熱電2台300MW機組脫硫劑製備改造工程已經完成,並用脫硫灰部分代替石灰石/電石渣脫硫劑,收到了良好的經濟效益和社會效益,按一半脫硫灰代替石灰石,每年節約脫硫劑成本480萬元。
本方案擬採取了以下措施來滿足脫硫灰工藝的要求:當採用脫硫灰作為脫硫劑時,按設計煤種含硫0.68%設計脫硫灰工藝系統。改造的範圍如下:
1.制漿系統:主要供漿泵由原來的120m3調整為脫硫灰工藝200m3,相關的管道電氣等作相應調整。校核電石渣漿液罐貯存時間,滿足大於2小時。
2.氧化系統風機加大,主要是滿足脫硫灰本身亞硫酸鈣的轉化為石膏空氣量的要求。吸收塔塔釜加大,主要是滿足漿液停留時間、濃度控制及漿液氧化的要求。石膏漿液泵、旋流站、真空帶濾機、真空泵加大,及相關的管道閥門電氣控制系統調整加大,主要是滿足系統出渣的能力要求。
3.氧化塔加大,主要是滿足石膏氧化的要求。廢水處理系統加大。
通過以上改造,充分利用了廢棄的脫硫灰,以廢制廢,變廢為寶。目前新疆熱電2台300MW機組脫硫劑製備改造工程已經完成,並用脫硫灰部分代替石灰石/電石渣脫硫劑,收到了良好的經濟效益和社會效益,按一半脫硫灰代替石灰石,每年節約脫硫劑成本480萬元。