一种可提高副产物脱硫石膏产率的电石渣脱硫系统的制作方法

本实用新型涉及烟气脱硫技术领域，尤其涉及一种可提高副产物-脱硫石膏产率的电石渣脱硫系统。

背景技术：

湿法脱硫工艺绝大多数采用碱性浆液或溶液作为吸收剂，采用石灰石或者石灰为脱硫剂强制脱硫氧化，是目前使用最广泛的脱硫技术。脱硫过程中，石灰石或者石灰为脱硫剂吸收烟气中的SO2转变为CaSO3，然后向脱硫塔的浆液中鼓入空气，强制使CaSO3全部氧化为CaSO4，即脱硫的副产品为石膏。

而国内电石生产乙炔化工企业每年都会有大量的电石渣产生，长期露天堆放会污染环境，同时也占用大量的宝贵土地资源，废弃电石渣堆放每年需向环保部门缴纳大量的排污费，已经成为制约化工行业发展的障碍。由于电石渣的主要成分为氢氧化钙，因此可代替石灰作为脱硫剂用于电厂烟气脱硫，其产物可曝气氧化进一步制成脱硫石膏实现资源化利用。而由于电石渣浆中含有很多杂质，如硫化物、磷化物等以及易形成胶体态的物质SiO2及铁、镁、铝的氧化物等，这些杂质会影响石膏晶体的形状和大小，它们会优先与氧气结合而被氧化，因此会包裹电石渣，造成电石渣过量，pH偏高而导致亚硫酸钙氧化困难。

同时，由于烟气二氧化硫脱硫和亚硫酸钙氧化的pH控制是互相矛盾的，脱硫反应需要较高的pH环境，才能保证二氧化硫反应脱除效率较高，但亚硫酸钙的氧化过程需要较低的pH 环境，其氧化反应才能顺利进行。而目前的电石渣脱硫塔，如图1所示，一级脱硫塔2和二级脱硫塔4底部的浆液池是连通的，为了确保脱硫塔的脱硫效率，浆液池的pH大小通常是以保证脱硫效率为准，即浆液池的pH较高，而在较高的pH环境下，亚硫酸钙的氧化是很难顺利进行的，所以常常出现由于亚硫酸钙氧化不完全导致所制得的脱硫石膏无法出售只能作为固废处理的问题。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是：调和电石渣脱硫工艺中脱硫效率和亚硫酸钙氧化所需的pH环境互相矛盾的问题，提供一种在保证脱硫效率的基础上，可提高副产物脱硫石膏产率的电石渣脱硫系统。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种可提高副产物脱硫石膏产率的电石渣脱硫系统，包括相互连通、用于依次分级脱硫的一级脱硫塔和二级脱硫塔，该电石渣脱硫系统的烟气入口设置于所述的一级脱硫塔上，烟气出口设置于所述的二级脱硫塔上，其中，所述的一级脱硫塔配设有第一浆液循环管路，第一浆液循环管路的进料端与一级脱硫塔底部的浆液池连通，出料端与一级脱硫塔内顶部的第一喷淋装置连通，第一喷淋装置用于喷淋浆液以初步脱硫，所述的二级脱硫塔配置有电石渣进料管和第二浆液循环管路，所述的电石渣进料管与二级脱硫塔连通，用于向二级脱硫塔的浆液池中输送脱硫剂-电石渣，所述第二浆液循环管路的进料端与二级脱硫塔底部的浆液池连通，出料端与二级脱硫塔内顶部的第二喷淋装置连通，第二喷淋装置用于喷淋浆液以深度脱硫，还包括第一浆液转移管路和第一氧化空气管路；所述的第一浆液转移管路用于将二级脱硫塔浆液池中脱硫后的部分浆液转移至由所述的第一喷淋装置喷出；所述二级脱硫塔底部浆液池中的pH保持在5.5-6.5之间，所述一级脱硫塔底部浆液池中的pH保持在3.5-5之间；所述的第一氧化空气管路用于向一级脱硫塔底部的浆液池中通入用于氧化中间副产物CaSO3的空气。

本实用新型的有益效果是：(1)由于为了保证脱硫效率，通常所加入的电石渣都是过量的，即Ca/S＞1，因此脱硫后电石渣会有剩余，即二级脱硫塔的浆液池中的浆液还会含有少量的电石渣，这些电石渣存在包裹现象，会影响到后续CaSO3的氧化；本实用新型将这些浆液由第一浆液转移管路转移到一级脱硫塔中并由第一喷淋装置喷出，能借助一级脱硫塔中烟气中高浓度的二氧化硫来破除电石渣的包裹，进而可以保证后续CaSO3的氧化，使其能与氧气接触而被充分氧化；(2)由于二级脱硫塔浆液池内的pH保持在5.5-6.5之间，一级脱硫塔浆液池内的pH保持在3.5-5之间，因此，在二级脱硫塔中保证了电石渣脱硫的pH环境，在一级脱硫塔的浆液池中保证了亚硫酸钙氧化的pH环境，脱硫(主要指二级脱硫塔中的深度脱硫) 与亚硫酸钙氧化分别进行，互相不会受到pH环境的影响，一方面既能保证二级脱硫塔中深度脱硫的脱硫效率，另一方面又能保证一级脱硫塔中亚硫酸钙氧化的效率，进而可以在保证脱硫效率的基础上,提高副产物-脱硫石膏的产率。

进一步的，所述的一级脱硫塔以及所述的二级脱硫塔，两者下部的浆液池连为一体，两者上部的脱硫区相互独立；其中，一级脱硫塔的浆液池与二级脱硫塔的浆液池之间设置有一隔墙。

隔墙将一级脱硫塔和二级脱硫塔的浆液池分隔开，相对于现有的脱硫塔而言，一二级脱硫塔的浆液不会混合，pH环境是相互独立的，在隔墙一侧一级脱硫塔的浆液池中通入氧化空气，使隔墙这一侧成为氧化区，对应的另一侧成为脱硫区，氧化区为亚硫酸钙的氧化提供较优的pH环境，脱硫区为脱硫提供有效的pH环境，能分别保证氧化和脱硫的效率，解决了两者pH环境互相矛盾、不可调和的问题。

进一步的，还包括第二浆液转移管路和氧化罐，所述第二浆液转移管路用于将一级脱硫塔浆液池中的浆液转移至所述的氧化罐内，该氧化罐连接有第二氧化空气管路管路，用于向氧化罐内通入进一步氧化中间副产物CaSO3的空气。

由于在一级脱硫塔浆液池中通入氧化空气后，还是会有部分甚至大量亚硫酸钙未被氧化，因此将浆液转移到氧化罐中再次氧化，能进一步保证亚硫酸钙的氧化效率。

进一步的，还包括压滤机，该压滤机与所述氧化罐的出料口连通。压滤机用于对氧化后的亚硫酸钙脱水。

进一步的，所述一级脱硫塔的浆液池配置有第一pH测量计，所述的二级脱硫塔的浆液池配置有第二pH测量计。第一pH测量计和第二pH测量计分别用于监测一级脱硫塔和二级脱硫塔中浆液池的pH值，以保证当pH大小发生偏离时，能及时作调整。

进一步的，所述的烟气入口位于所述一级脱硫塔的中部、第一喷淋装置的下方，一级脱硫塔的顶部设置有烟气转移出口；所述的烟气出口位于所述二级脱硫塔的顶部，二级脱硫塔的中部、第二喷淋装置的下方设置有烟气转移入口；所述的烟气转移出口与所述的烟气转移入口通过烟气转移管路连通。

进一步的，所述的烟气出口连接有出烟管道，该出烟管道用于将烟气导入至烟囱，出烟管道上配置有二氧化硫检测仪；所述的电石渣进料管配置有电石渣调节阀和电石渣流量计，该电石渣调节阀的开度依据所述二氧化硫检测仪监测的二氧化硫数据而自动调节。

由此，当二氧化硫检测仪监测到出烟管道的二氧化硫超过限值时，会自动调节电石渣调节阀的开度，进而调节电石渣的流量，以保证电石渣的量与烟气的含硫量比例适宜，进而保证二氧化硫能被充分反应掉。

本实用新型还提供了一种可提高副产物脱硫石膏产率的电石渣脱硫方法，该方法采用一级脱硫塔和二级脱硫塔对烟气分别进行初级和深度脱硫，然后排放，其特征在于，包括如下步骤：

在二级脱硫塔中输入电石渣作为脱硫剂并混合脱硫塔中的吸收剂形成脱硫浆液，使该脱硫浆液在二级脱硫塔中循环，以对烟气进行深度脱硫；

在脱硫过程中，将二级脱硫塔中脱硫后的浆液转移到一级脱硫塔中，然后使浆液在一级脱硫塔中循环，参与一级脱硫塔中的烟气初级脱硫；

在脱硫过程中，将二级脱硫塔底部的浆液池中的pH控制在5.5-6.5之间，将一级脱硫塔底部的浆液池中的pH控制在3.5-5之间，同时向一级脱硫塔底部的浆液池中通入空气，用以将脱硫的中间副产物CaSO3氧化成CaSO4。

该方法与上述电石渣脱硫系统的有效效果一致，一方面，将二级脱硫塔中脱硫后的浆液转移到一级脱硫塔中，能借助一级脱硫塔中烟气中高浓度的二氧化硫来破除电石渣的包裹，以保证后续CaSO3的氧化效率，另一方面，一级脱硫塔和二级脱硫塔的pH环境不同，各自能分别满足亚硫酸钙高效氧化的环境和脱硫高效的环境，进而可以解决两者pH环境互相矛盾、不可调和的问题。

进一步的，该方法还包括如下步骤：

将一级脱硫塔中脱硫后的浆液转移到氧化罐中，以进一步将剩余的CaSO3氧化成CaSO4。

与上述电石渣脱硫系统同理，将浆液转移到氧化罐中再次氧化，能将剩余未氧化的亚硫酸钙氧化掉，进一步保证亚硫酸钙的氧化效率。

附图说明

图1是现有技术的电石渣脱硫塔的结构示意图；

图2是本实用新型的电石渣脱硫系统的结构示意图；

图中标记为：1-进烟管道，2-一级脱硫塔，3-隔墙，4-二级脱硫塔，5-烟气转移管路， 6-第二pH测量计，7-第一pH测量计，8-第一循环泵，9-第一浆液循环管路，10-第二循环泵， 11-第二浆液循环管路，12-电石渣进料管，13-电石渣调节阀，14-电石渣流量计，15-第一转移泵，16-第一浆液转移管路，17-出烟管道，18-二氧化硫检测仪，19-烟囱，20-第一氧化空气管路，21-第二转移泵，22-第二浆液转移管路，23-氧化罐，24-第二氧化空气管路，25- 石膏输送泵，26-石膏输送管路，27-压滤机，201-烟气入口，203-第一喷淋装置，204-烟气转移出口，401-烟气出口，403-第二喷淋装置，404-烟气转移入口。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型进行进一步详细介绍，但本实用新型的实施方式不限于此。

本实用新型提供了一种可提高副产物脱硫石膏产率的电石渣脱硫方法，该方法采用一级脱硫塔和二级脱硫塔对烟气分别进行初级和深度脱硫，然后排放，其包括如下步骤：

在二级脱硫塔中输入电石渣作为脱硫剂并混合脱硫塔中的吸收剂形成脱硫浆液，使该脱硫浆液在二级脱硫塔中循环，以对烟气进行深度脱硫；

在脱硫过程中，将二级脱硫塔中脱硫后的浆液(含有CaSO3和少量电石渣)转移到一级脱硫塔中，然后使浆液在一级脱硫塔中循环，参与一级脱硫塔中的烟气初级脱硫；

在脱硫过程中，将二级脱硫塔底部的浆液池中的pH控制在5.5-6.5之间，将一级脱硫塔底部的浆液池中的pH控制在3.5-5之间，并保证一级脱硫塔的浆液池和二级脱硫塔的浆液池相互独立，同时向一级脱硫塔底部的浆液池中通入空气，用以将脱硫的中间副产物CaSO3氧化成CaSO4。

进一步的，该方法还包括如下步骤：将一级脱硫塔中脱硫后的浆液转移到氧化罐中，以进一步将剩余的CaSO3氧化成CaSO4。

依据上述方法本实用新型还设计了一种可提高副产物脱硫石膏产率的电石渣脱硫系统，其包括相互连通、用于依次分级脱硫的一级脱硫塔2和二级脱硫塔4，该电石渣脱硫系统的烟气入口201设置于所述的一级脱硫塔2上，通入待脱硫烟气的进烟管道1与该烟气入口201，烟气出口401设置于所述的二级脱硫塔4上，其中，所述的一级脱硫塔2配设有第一浆液循环管路9，第一浆液循环管路9的进料端与一级脱硫塔2底部的浆液池连通，出料端与一级脱硫塔2内顶部的第一喷淋装置203连通，第一喷淋装置203用于喷淋浆液以初步脱硫，所述的二级脱硫塔4配置有电石渣进料管12和第二浆液循环管路11，所述的电石渣进料管12 与二级脱硫塔4连通，用于向二级脱硫塔4的浆液池中输送脱硫剂-电石渣，所述第二浆液循环管路11的进料端与二级脱硫塔4底部的浆液池连通，出料端与二级脱硫塔4内顶部的第二喷淋装置403连通，第二喷淋装置403用于喷淋浆液以深度脱硫，该电石渣脱硫系统还包括第一浆液转移管路16和第一氧化空气管路20；所述的第一浆液转移管路16用于将二级脱硫塔4浆液池中脱硫后的部分浆液转移至由所述的第一喷淋装置203喷出；所述二级脱硫塔4 底部浆液池中的pH保持在5.5-6.5之间，所述一级脱硫塔2底部浆液池中的pH保持在3.5-5 之间；所述的第一氧化空气管路20用于向一级脱硫塔2底部的浆液池中通入用于氧化中间副产物CaSO3的空气。

在上述技术方案的基础上，在第一浆液循环管路9上设置有第一循环泵8，在第二浆液循环管路11上设置有第二循环泵10，第一循环泵8和第二循环泵10分别为浆液在第一浆液循环管路9和第二浆液循环管路11中的循环提供动力；在第一浆液转移管路16上设置有第一转移泵15，为浆液的转移提供动力。

优选地，为了保证二级脱硫塔4的脱硫效率最优，尽量将二级脱硫塔4底部浆液池中的 pH控制在6左右，为了保证CaSO3的氧化效率最优，尽量将一级脱硫塔2底部浆液池中的pH 控制在4左右。为保证脱硫效率，在脱硫过程中会加入过量的电石渣，即通常会将Ca/S控制在1.05-1.1之间，由于电石渣过量，因此脱硫后电石渣会有剩余，即二级脱硫塔4的浆液池中的浆液还会含有少量的电石渣，这些电石渣存在包裹现象，会影响到后续CaSO3的氧化，本实用新型将这些浆液由第一浆液转移管路15转移到一级脱硫塔2中并由第一喷淋装置203喷出，能借助一级脱硫塔2中烟气中高浓度的二氧化硫来破除电石渣的包裹，进而可以保证后续CaSO3的氧化，使其能与氧气接触而被充分氧化。

理论上，上述的一级脱硫塔2和二级脱硫塔4既可以采用连体式的双塔(如图1所示)，也可以采用分体式的双塔，即两个塔是完全独立的。但为了降低成本以及便于企业自行改造，可以直接在现有电石渣脱硫塔的基础上进行改进，即可以在图1的基础上，在一级脱硫塔2 下方的浆液池与二级脱硫塔4下方的浆液池之间加设一隔墙3，将浆液池分隔成两个相互独立的区域，即所述的一级脱硫塔2以及所述的二级脱硫塔4，两者下部的浆液池是连为一体的，但由隔墙3分隔开，两者上部的脱硫区是相互独立的，如图2所示。

由于在一级脱硫塔2浆液池中通入氧化空气后，还是会有部分甚至大量亚硫酸钙未被氧化，因此该浆液还需进一步氧化，才能保证亚硫酸钙的能被充分氧化。因此，本电石渣脱硫系统还包括第二浆液转移管路22和氧化罐23，所述第二浆液转移管路22用于将一级脱硫塔 2浆液池中的浆液转移至所述的氧化罐23内，该氧化罐23连接有第二氧化空气管路24管路，用于向氧化罐23内通入进一步氧化中间副产物CaSO3的空气。

在上述技术方案的基础上，在第二浆液转移管路22上设置有第二转移泵21，均为浆液的专利提供动力；在氧化罐23和压滤机27之间的石膏输送管路26上设置有石膏输送泵25，为将氧化罐23中的石膏输送至压滤机27提供动力。

另外，本电石渣脱硫系统还包括压滤机27，该压滤机27与所述氧化罐23的出料口连通，用于对氧化后的亚硫酸钙脱水，以制得可使用的脱硫石膏。

所述一级脱硫塔2的浆液池配置有第一pH测量计7，所述的二级脱硫塔4的浆液池配置有第二pH测量计6，第一pH测量计7和第二pH测量计6分别用于监测一级脱硫塔2和二级脱硫塔4浆液池中的pH值，以保证当pH大小发生偏离时，能及时作调整。

在本实用新型的一优选实施例中，一级脱硫塔2和二级脱硫塔4均为逆流塔，具体的：所述的烟气入口201位于所述一级脱硫塔2的中部、第一喷淋装置203的下方，一级脱硫塔 2的顶部设置有烟气转移出口204；所述的烟气出口401位于所述二级脱硫塔4的顶部，二级脱硫塔4的中部、第二喷淋装置403的下方设置有烟气转移入口404；所述的烟气转移出口 204与所述的烟气转移入口404通过烟气转移管路5连通。

另外，所述的烟气出口401连接有出烟管道17，该出烟管道17用于将烟气导入至烟囱 19，由烟囱19来排出脱硫后达标的烟气。同时，在出烟管道17上配置有二氧化硫检测仪18；在所述的电石渣进料管12上配置有电石渣调节阀13和电石渣流量计14，该电石渣调节阀13 的开度依据所述二氧化硫检测仪18监测的二氧化硫数据而自动调节。

由此，当二氧化硫检测仪18监测到出烟管道17的二氧化硫超过限值时，会自动调节电石渣调节阀13的开度，进而调节电石渣的流量，以保证电石渣的量与烟气的含硫量比例适宜，进而保证二氧化硫能被充分反应掉。

本实用新型工作时，锅炉的烟气经进烟管道1后先进入到一级脱硫塔2中，再经过烟气转移管路5进入到二级脱硫塔4中，在一二级脱硫塔2、4中，烟气与循环的浆液接触并脱硫，脱硫后达到排放标准的烟气经出烟管道17送至烟囱19并排放。脱硫过程中，在二级脱硫塔部分，电石渣经电石渣进料管12进入二级脱硫塔4的浆液池中，与二级脱硫塔4浆液池中的浆液混合后由第二循环泵10经第二浆液循环管路11送至二级脱硫塔4的第二喷淋装置403，然后浆液由第二喷淋装置403喷淋出，与由烟气转移入口404进入二级脱硫塔4的烟气接触，接触过程中浆液中的电石渣作为脱硫剂吸收烟气中的二氧化硫后生成CaSO3，即深度脱硫；经二级脱硫塔4吸收后的烟气从二级脱硫塔4顶部的烟气出口401排出后经出烟管道17送至烟囱19并排放；在一级脱硫塔部分，二级脱硫塔4中生成的CaSO3、剩余的电石渣以及浆液中的其他物质由第一转移泵15经第一浆液转移管路16送至一级脱硫塔2的第一喷淋装置203，然后浆液由第一喷淋装置403喷淋出，与由烟气入口201进入一级脱硫塔4的烟气接触，在接触过程中一方面可以初步脱除烟气中的二氧化硫，另一方面可以借助烟气中的高浓度二氧化硫来破除电石渣的包裹现象，以保证后续过程中CaSO3能充分与氧气接触；之后，在一级脱硫塔2的浆液池中通过第一氧化空气管路20通入氧气将CaSO3氧化成CaSO4,然后将氧化后的浆液由第二转移泵21经第二浆液转移管路22转移至氧化罐23中进一步氧化，在氧化罐23 中，一级脱硫塔2中剩余的未被氧化的CaSO3能充分被氧化生成CaSO4,之后再由石膏输送管路 26将氧化罐23中生成的CaSO4输送至压滤机27脱水，最终制成可使用的脱硫石膏。

相对于图1的现有电石渣脱硫塔而言，本实用新型采用隔墙3将一级脱硫塔2和二级脱硫塔4的浆液池分隔开，一二级脱硫塔2、4的浆液不会混合，pH环境是相互独立的，在隔墙3一侧的一级脱硫塔2的浆液池中通入氧化空气，使一级脱硫塔2及其下方的氧化池形成氧化区，对应的，使二级脱硫塔4及其下发的氧化池形成脱硫区，氧化区为亚硫酸钙的氧化提供较优的pH环境，即pH为3.5-5，脱硫区为脱硫提供较效的pH环境，即pH为5.5-6.5，能分别保证氧化和脱硫的效率，第一氧化空气管路20通入的空气能在pH环境适宜的条件下顺利将一级脱硫塔2浆液池中的CaSO3氧化成CaSO4，剩余未被氧化的CaSO3被转移到氧化罐 23后会再次与氧气接触而被氧化，经两次氧化后，CaSO3能充分被氧化成CaSO4，二级脱硫塔 4中的浆液能在pH环境适宜的条件下保证脱硫高效。注，本实用新型的电石渣脱硫系统仅向一级脱硫塔2的浆液池中通入氧化空气，未向二级脱硫塔4的浆液池中通入氧化空气，以确保两者分别承担不同的主要功能，前者在具有初级脱硫功能的同时主要承担亚硫酸钙氧化的功能，后者主要承担高效脱硫的功能。

可见，本实用新型解决了脱硫效率和亚硫酸钙氧化所需的pH环境互相矛盾、不可调和的问题，在保证脱硫效率的基础上，能大大提高副产物-脱硫石膏的产率。且本实用新型的电石渣脱硫系统可以在现有电石渣脱硫塔的基础上直接改进而成。