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孙维兵
(连云港碱业有限公司，江苏连云港222042)
摘要：介绍锅炉烟气湿法脱硫技术路线，对纯碱盐水精制中沉降的盐泥——盐水白泥的脱硫原理
进行了分析，对影响超低排放的原因进行了浅析，说明湿式脱硫塔使用制碱白泥的脱硫效果。
关键词：制碱盐泥；烟气湿法脱硫；石灰石一石膏法；p H值；二氧化硫
中图分类号：X701.3 文献标识码：B文章编号=1005-8370(2019)01 -19-03
2019年第1期孙维兵：制碱盐泥用于锅炉烟气湿法脱硫 19
张欧亚连云港碱业有限公司有四台130 t/h中温中压 煤粉炉，配套二台湿式脱硫塔。脱硫剂为纯碱盐水 精制的沉降盐泥，俗称白泥。工程于2014年8月31日建成运行。
1烟气湿法脱硫技术路线
烟气脱硫是指从燃烧后的烟气中除去氧硫化物 的工艺技术，共分为湿法、干法和半干法三大类。
烟气湿法脱硫技术（WFGD)是主流技术，方法 包括石灰石一石膏法、双碱法、氧化镁法、氨法、单碱 法等，石灰石一石膏法成本低应用最为广泛。液体 或浆状吸收剂，在吸收塔内与含有S02的烟气进行 接触，浆液中的中性、碱性物质与S02发生化学反应 生成碳酸钙、亚硫酸钙或硫酸钙，在湿状态下脱硫和 处理脱硫产物。湿法属无机反应，具有脱硫反应速 度快、脱硫效率高等优点，其脱硫效率在90%〜95%左右。 1.1石灰石/石灰-石膏法
烟气经过除尘器后，在脱硫反应吸收塔中与石 灰石制成的石灰浆液表面接触后反应。液体由循环 浆液泵打人吸收塔，一般流程是气体上升，液体成雾 膜状下降，脱硫过程在吸收塔和浆池的溶液中完成，其反应式如下：
S02十H2O—H+ 十HSO「
H+ +CaC03=HC03—+Ca2+
2Ca2+ + 2HS03- + 02 + 2H20— 2CaS04•2H20+2H+
tsf
浆池中形成的CaS04 • 2H20由专用泵抽至石 膏制备系统，可在石膏制备系统中经浓缩脱水至含 水10%以下的石膏制品。常见副产品石膏质量不 高，纯度低，销售困难，一般为抛弃或者长期堆放，需要 企业有渣场。另外一个特点是烟气温度较低，正常约 48 °C左右，如果环保允许，并且烟道、烟囱材料允许低 温烟气排放，则可不设气一气加热器对烟气加温。
1.2氢氧化镁和氧化镁法dvd不完全手册
氧化镁法烟气脱硫也是较常用的一种方法，美 国有多套MgO法装置在电厂运行。烟气经过除尘 预处理后进人吸收塔，在塔内S02与吸收液Mg(OH)2和 MgS03 反应。
S02十H2O—H+ 十HSO「
Mg(0H)2+2H+—Mg2++2H20
MgO+2H+—Mg2+ +H20
如果溶液碱性较强，如p H值高于9，Mg(HS03)2还可以与Mg(OH)2反应：
Mg(HS03)2+Mg(0H)2—2MgS03+2H20
在生产中常伴有少量MgS03被氧化成Mg-S04，MgS03与MgS04沉降下来时都呈水合结晶 态，它们的晶体大而且容易分离，分离后再送人干燥 器制取干燥的MgS03/MgS04，再输送到再生工段，在再生工段，MgS03在煅烧中经815. 5 °C 高温分
20纯碱工业
解，MgS04则以碳为还原剂进行反应：
MgS03—Mg0+S02
2MgS04+C—2MgO十2S02+C02
从煅烧炉出来的S02气体经除尘后送往制硫 或制酸工序，再生的M gO与新增加的MgO—道，经加水熟化成氢氧化镁，循环送去吸收塔。流程示 意图如图1。
MgO法比较复杂，费用高，但它却是有生命力 的。该法脱硫率较高，一般在90%以上，无论是 MgS03还是MgS04都有很大的溶解度，不存在如 生石灰/石灰石法常见的结垢问题，终产物一部分可 以再生循环使用，节约了吸收剂省去了废物处理的 麻烦，减少了污染物排放，消耗也低，这种方法在美 国还是颇受欢迎的。
1.3制碱盐泥脱硫
盐水工序废盐泥主要成分碳酸钙，公司代表样 品：CaC03 (干基）65%〜70%，Mg(OH)2 (干基）6. 1%〜6.5%，NaCl (干基）13. 5%〜15. 6%，另外 还有少量氢氧化钙等其他杂质，典型成分如表1。
表1盐泥的成分
项目（干基）单位"W t原设计数据
CaO%〜42. 2
MgO%〜4. 77
s o r%〜2. 46
Si02%〜1. 43
Cl-%〜8. 8
其它%〜1. 04
烧失量%〜39. 71
细度（平均粒径）ju m〜25
湿度（水分）%〜50
制碱盐泥兼有碳酸钙和氧化镁湿法脱硫的特 点。我公司运行投产后分析的干盐泥，平均成分含 碳酸钙约75. 4%，含氢氧化镁、氧化镁约13. 4%，含 氯化钠约14. 5%，其他杂质约3. 4%。平均粒径较 细，多数在5〜50 ym，平均粒径约25 jum，与水溶液 和烟气中的二氧化硫接触面积很大，反应速度快，适 宜作脱硫剂，反应方程式见上。脱硫剂除了与锅炉 烟气中二氧化硫反应外，还与二氧化碳反应，生成碳 酸氢钙。因此，大部分反应终产物为碳酸氢钙，以及 少部分亚硫酸氢钙、亚硫酸氢镁和硫酸氢钙等，易溶 于水；少部分反应产物为硫酸钙，微溶于水（l.〇8g/ L)。还有一部分没有溶解的碳酸钙等较大颗粒，处 理较为困难，主要为抛弃或者长期堆放，也可以重新 回收做成脱硫浆液。目前我公司脱硫塔运行pH值 呈中性，经煤渣场沉淀后，上清液可以达标外排，废 渣主要为碳酸钙、硫酸钙、氧化镁等。
1.4运行时p H值控制
由于制碱盐泥湿式脱硫主反应产物为碳酸氢钙，根据碳酸氢钙的溶解度，1m3水中可以溶解166 kg 的碳酸氢钙。运行时脱硫塔中白泥泥浆密度约1.09 kg/L，其中1m3含碳酸钙和氢氧化镁等固体 物质约150〜200 kg，不进浆液也可以保证较长时 间仍有较多的脱硫剂没有反应，有较大的缓冲能力。
脱硫塔正常运行时p H值一般可以控制在5.0 〜7.5之间，在脱硫塔中，碳酸氢钙没有达到饱和值 (达到
饱和值时p H约达到8. 3)，碳酸钙和氢氧化 镁脱硫剂一直处于溶解状态。碳酸钙一直处于过饱 和状态，容易结垢。当pH值小于8.0时，不会迅速 产生坚硬级碳酸钙固体结垢，而是处于向溶解的碳 酸氢钙转化过程中。当白泥溶液p H值从5.0升高 到7.0时，烟气中二氧化硫和二氧化氮会下降较大，二氧化硫浓度可能下降到15 mg/m3或10 mg/m3以下，说明脱硫和脱碳的效率在提高。
2主要流程简述
我公司的吸收塔是逆流喷淋式空塔，塔顶布置 液气分离器。反应罐除了汇集循环浆液外，在中和 区底部悬挂有两层搅拌器，起搅拌悬浮吸收浆液作 用，在上层搅拌器附近喷人氧化空气氧化亚硫酸钙，吸收塔底部还布置有浆液循环泵，分上中下三层喷
人塔内与烟气中的二氧化硫反应。在塔釜中生成的
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石膏通过排浆管道，流至我公司的渣浆池内，混合冲
灰水后由渣浆泵送至煤渣场。
制碱盐泥即白泥浆液，由盐水压滤工序送热电
白泥浆液箱。再经白泥浆液泵输送，通过调节阀调
节流量大小后，直接送人浆液循环泵人口管道，由浆
液循环泵送人吸收塔上部喷淋口。
表2脱硫塔主要设备
名称设备规范
吸收塔97250，高 32. 77m喷浆管 FRP
喷嘴材料碳化硅
防腐
内泥浆液箱平6200 ，尚 7 m防腐
表3脱硫塔附属设备表
设备名称流量 扬程
m3/h m
出口压力
MPa
三台浆液循环泵 2 00019.5/20.5/21.50. 35
内泥浆液泵A/B/C30300. 35
除雾器冲洗水泵A/B76500. 5工艺水泵A/B100250. 25
3运行概况
3.1运行168 h数据
试验煤种：含硫量约在〇. 4%〜0. 8%；煤低位 发热量20 000〜24 000 kj/kg；挥发分10%〜13%；水分<7%
试验负荷：80%至85%锅炉工况下进行，每塔 烟气 306 000 Nm3/h
净烟气温度:48 °C
原烟气温度：155 °C
净烟气氧量:6.5%
排放的S02低于国家排放标准200 mg/Nm3，脱硫率大于95%。在工况二，可以稳定达到超低排 放标准的要求，如果调高p H值到6. 5工况一也可 以达到超低排放的要求。
表4工况一，二台循环脱硫粟
序号
S02进口浓度
骨传导
mg/Nm3
so2出口浓度
mg/ Nm3
脱硫塔液位
m
脱硫效率
% 19993510. 595. 8
29012010.297. 1
3 1 0432610. 696. 8
4 1 0212510. 396. 8
59793010. 196. 1
6 1 0253810.495. 6
7 1 0073010.296. 3
表5工况二，三台循环脱硫泵植物仿生学
序号
so2进口浓度
mg/ Nm3
so2出口浓度
mg/ Nm3
脱硫塔液位
m
脱硫效率
% 18817.89.199
298821. 89. 297. 7
3 1 0337.09.199. 2
4 1 04310. 79.199. 3
5 1 0619.89. 199
峰与谷
6 1 03212. 68. 998. 7
7 1 07315. 69.098. 5
3.2脱硫塔使用白泥的效果
纯碱行业的精制白盐泥，主要含碳酸钙和氧化 镁，微粒很细，脱硫反应速度快、效果好，经过脱硫的 烟气粉尘含量从60 mg/m3下降到10 mg/m3以下，相当于很好的二级除尘器，粉尘和二氧化硫都可以 达到国家超低排放的要求。脱硫剂对钢铁的腐蚀较 小，适合钢结构的塔体。四年来，我公司脱硫塔内壁 硫酸钙和碳酸钙垢平均厚度约8 mm，能满足长期 稳定运行的要求。白泥成本较低，废泥碳酸钙、硫酸 钙和氧化镁，可做土壤改良剂，可以堆放一段时间无 偿外供，还可以供脱硫塔循环使用。
收稿日期：2018 —09 — 30
作者简介：孙维兵（1968—），南京航空航天大学T_业T_程专业，1：程 师。任职于连云港碱业有限公司生产管理部。
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