电石渣脱硫石膏生产工艺及装置的制作方法

本发明涉及烟气脱硫技术领域，更具体地说，涉及一种电石渣脱硫石膏生产工艺，本发明还提供了一种电石渣脱硫石膏生产装置。

背景技术：

在火力发电过程中，由于燃烧后的废气中含有大量的硫，直接排放将会对环境造成极大的破坏，因此，通常会使用烟气脱硫装置。烟气脱硫的过程中，烟气中的so2实质上是酸性的，可以通过与适当的碱性物质反应从烟气中脱除so2。电石渣是乙炔法生成聚氯乙烯后的废弃物，其主要成分是氢氧化钙，其他杂质成分有电石、二氧化硅、焦炭、矽铁、硫化物、磷化物、焦油、氯离子等。由于其富含氢氧化钙，现有技术中，采用电石渣实现烟气脱硫是一种较为经济环保的技术。

公开号为cn101642674a的中国专利文献公开了一种电石渣浆液预处理的湿法烟气脱硫工艺，以电石渣浆液作为脱硫剂对烟气进行湿法脱硫处理，在电石渣浆液中加入催化剂，并鼓入空气进行氧化反应，氧化反应后的电石渣浆液再作为脱硫剂进行烟气湿法脱硫处理。公开号为cn101816891a的中国专利文献公开了一种电石渣预处理的臭氧法湿法烟气脱硫工艺，以电石渣作为脱硫剂对烟气进行湿法脱硫，在电石渣化渣过程中通入臭氧和氧气的混合气，进行氧化反应，然后再用氧化后的电石渣浆液对烟气进行湿法脱硫处理。上述两种脱硫工艺都是以电石渣为脱硫剂，将电石渣浆液氧化预处理后用来对烟气进行脱硫工艺处理，达到以废治废的目的，经济环保。

但是由于电石渣的特殊性质，由电石渣对烟气脱硫得到的副产物石膏浆液的处理存在很多问题，主要表现为石膏脱水性能不好，最终的石膏饼中含水率很高，无法回收利用。

电石渣为电石制取乙炔过程中大量排放的湿工业废弃物，含有较多来自于上游工艺段带入的杂质。部分固体杂质与烟气中的灰分等在吸收塔中不断累积，最终随石膏一同进入真空带滤机，堵塞石膏疏水孔道；另一方面，电石渣中富含的氯离子也会影响石膏结晶，使得石膏晶粒过小，在脱水过程中堵塞石膏疏水孔道；上述原因是影响真空带滤机出来的石膏含水率不能稳定在10％以下的主要原因。

另外，现有的电石渣预处理系统配置设备较复杂，占地面积较大，投资大，不适用于原石灰石脱硫的电厂进行电石渣脱硫改造。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明提供了一种电石渣脱硫石膏生产工艺及装置，通过定期采集石膏混合浆液，获得其澄清率，为及时通过排除脱硫废水，实现氯离子和颗粒杂物含量的降低，为脱硫石膏的质量提高参考依据，有利于脱硫石膏最终通过脱水装置实现较低的含水率。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种电石渣脱硫石膏生产工艺，包括如下步骤：

步骤1：制浆，将电石渣和水均匀混合制成电石渣浆液；

步骤2：脱硫，将步骤1获得的电石渣浆液输送至吸收塔，进而在烟道中喷淋，利用电石渣浆液与烟气中的含硫化合物反应，实现烟气脱硫目的；反应后的固液混合产物落入下部的反应池内；

步骤3：取样，定期取得步骤2反应池的固液混合产物进行沉淀，得到固液混合产物的澄清率；所述澄清率为固液混合产物经一定时间的静置沉淀，位于上部主要为液体的上清液与位于下部主要为固体浆液的体积比；

步骤4：排固，当反应池内固液混合产物澄清率≤25％～30％，排出反应池内的固液混合产物，经固液分离装置得到固态的脱硫石膏。

进一步的，获得所述澄清率的具体办法为，在反应池内取得100ml固液混合产物，置入100ml的标准量筒，静置沉淀3小时后，量筒中上清液与固体浆液的体积比。

本发明还提供了一种电石渣脱硫石膏生产装置，主要包括：

用于制备电石渣浆液的制浆系统，所述制浆系统包括具备储液空间的制浆箱，所述制浆箱的侧面设置有高位进口和低位出口，所述制浆箱的外部设置有制浆水泵，所述制浆水泵的进水口通过管道与所述低位出口连接，所述制浆水泵的出水口通过管道与所述高位进口连接，所述制浆水泵与所述低位出口之间设置有出浆阀，所述制浆水泵与所述高位进口之间设置有制浆阀；所述高位进口位于所述制浆箱内部的一侧设置有制浆管道，所述制浆管道分别与多个出口向下的制浆喷嘴连接，多个所述制浆喷嘴均布于所述制浆箱的同一水平的横向断面；

用于在烟道内喷淋电石渣浆液的脱硫系统，所述脱硫系统包括设置于烟气通道的喷淋装置，所述喷淋装置包括若干喷头，所述喷淋装置的下方设置有反应池，所述喷头通过管道与所述反应池中的供浆装置连接，所述反应池的底部设置有石膏排出泵，所述石膏排出泵的出口管道设置有石膏浆液采样装置，以定期取得所述反应池中的固液混合产物进行沉淀，得到固液混合产物的澄清率；所述反应池内设置有搅拌装置；

用于去除固液混合产物中水分的脱水系统，所述脱水系统包括石膏旋流站和真空带式过滤机，所述石膏旋流站的进料口与所述石膏排出泵的出口连接，所述石膏旋流站的固态物排出口与所述真空带式过滤机的进料口连接，所述石膏旋流站和所述真空带式过滤机分离出的液态物通过管道排往所述反应池和/或脱硫废水处理系统。

进一步的，还包括导料槽，所述导料槽包括设置于所述制浆箱侧面的平底板，所述平底板在倾斜方向的两侧分别设置有侧挡板，所述平底板在竖直方向的高处设置有挡车台，所述挡车台与所述平底板的夹角位置上部设置有冲水管，所述冲水管与压力水源连接，所述冲水管设置有多个朝向所述平底板的冲水孔，多个所述冲水孔在水平方向覆盖整个平底板。

进一步的，所述冲水孔设置于所述冲水管中部水平方向以下位置，所述冲水孔的孔径为12mm-30mm，所述冲水管的最低位置设置有放水孔。

进一步的，所述低位出口距离所述制浆箱底部在垂直方向的距离尺寸为1米；所述制浆喷嘴出口距离所述制浆箱的底部在垂直方向的距离尺寸为1米，所述制浆喷嘴的口径为50mm。

进一步的，所述制浆箱的侧面、靠近底部的位置设置有检修孔，所述检修孔可拆卸设置有检修门；所述制浆箱的侧面靠近底部设置有检修排水管，所述检修排水管设置有检修排水阀。

由上述技术方案可知，本发明实施例提供的电石渣脱硫石膏生产工艺及装置，通过采集反应池中石膏混合浆液，获得其澄清率，待澄清率≤25％～30％，及时通过排除脱硫废水，实现氯离子和颗粒杂物含量的降低，并保证石膏结晶的进一步进行，使得石膏晶粒增大和降低颗粒杂物的含量，减少了堵塞过滤装置的几率，并对脱硫石膏的质量提高参考依据，有利于脱硫石膏最终通过脱水装置实现较低的含水率，实现可以利用的目的。

附图说明

图1为本发明实施状态结构示意图；

图中：1为车道，2为挡车台，3为冲水管，4为冲水孔，5为侧挡板，6为平底板，7为溢流管，8为检修排水管，9为检修排水阀，10为制浆箱，11为检修门，12为制浆管道，13为制浆喷嘴，14为冲洗阀，15为制浆阀，16为出浆阀，17为制浆水泵，18为输浆阀，19为浆液循环泵，20为浆液循环泵入口阀门，21为吸收塔，22为喷淋装置，23为反应池，24为搅拌装置，25为泥浆泵，26为石膏旋流站，27为真空带式过滤机。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

一种电石渣脱硫石膏生产工艺，包括如下步骤：

步骤1：制浆，将电石渣和水均匀混合制成电石渣浆液，电石渣浆液的最佳密度为1100～1220kg/m³，密度过低会影响脱硫效率；密度过高则易造成管道堵塞磨损。在此最佳密度范围的电石渣浆液完全静置后，最终固液分界面标高约为浆液总高度的45％～55％。

步骤2：脱硫，将步骤1获得的电石渣浆液输送至吸收塔，进而在烟道中喷淋，利用电石渣浆液与烟气中的含硫化合物反应，实现烟气脱硫目的；反应后的固液混合产物落入下部的反应池内；在此过程中，电石渣浆液中的氢氧化钙吸收烟气中的二氧化硫，最终生成主要化学成分为硫酸钙水合物的石膏。

步骤3：取样，定期取得步骤2反应池的固液混合产物进行沉淀，得到固液混合产物的澄清率；

步骤4：排固，当反应池内固液混合产物澄清率≤25％～30％，排出反应池内的固液混合产物，经固液分离装置得到固态的脱硫石膏。

进一步的，步骤3中的澄清率为固液混合产物经一定时间的静置沉淀，位于上部主要为液体的上清液与位于下部主要为固体浆液的体积比。具体的，获得所述澄清率的具体办法为，在反应池内取得100ml固液混合产物，置入100ml的标准量筒，静置沉淀3小时后，量筒中上清液与固体浆液的体积比。

本发明还提供了一种电石渣脱硫石膏生产装置，主要包括：

用于制备电石渣浆液的制浆系统，所述制浆箱10的侧面设置有高位进口和低位出口，所述制浆箱10的外部设置有制浆水泵17，所述制浆水泵17的进水口通过管道与所述低位出口连接，所述制浆水泵17的出水口通过管道与所述高位进口连接，所述制浆水泵17与所述低位出口之间设置有出浆阀16，所述制浆水泵17与所述高位进口之间设置有制浆阀15；所述高位进口位于所述制浆箱10内部的一侧设置有制浆管道12，所述制浆管道12分别与多个出口向下的制浆喷嘴13连接，多个所述制浆喷嘴13均布于所述制浆箱10的同一水平的横向断面，所述横向断面为所述制浆箱10在水平方向上的截面；为保证制浆过程的连续性，所述制浆水泵17为两套，分别为工作泵和备用泵。所述制浆箱10为顶部开口的圆柱形结构；这种结构的箱体更为稳定，有利于在保证安全的情况下，节约制浆箱10的制造成本。

具体操作中，所述制浆水泵17为卧式离心泵，制浆水泵17额定流量为990m³/h，额定扬程为35.5米，电机功率160kw。制浆水泵17进出口管道直径均为350mm；所述管道包括与高位进口连接的主管道和与制浆喷嘴13连接的支管路，主管道的型号为dn400，支管路的型号为dn150，长度为24米，所述管道的材质均为普通碳钢，所述制浆喷嘴13均选用陶瓷喷嘴，制浆喷嘴13直径为50mm。依据多次对比试验可知，为保证电石渣浆液的工作效率，电石渣浆液最佳密度1100～1220kg/m³，为保证在低位出口保持此密度，所述制浆喷嘴13最低出水压力为0.3mpa，所述制浆喷嘴13出口距离制浆箱10底部在垂直方向的距离尺寸为1米。

用于在烟道内喷淋电石渣浆液的脱硫系统，所述脱硫系统包括设置于烟气通道的喷淋装置22，具体的，所述喷淋装置22设置于位于烟气通道的吸收塔21内，所述吸收塔21一般设置于烟囱的底部附近，所述喷淋装置22设置于所述吸收塔21内的多层喷头，每层所述喷淋装置22包括若干喷头，所述喷淋装置22的下方设置有反应池23，所述喷头通过供浆管道与所述反应池中的供浆装置连接，所述供浆装置一般包括设置于所述反应池23内的浆液循环泵19和设置于所述供浆管道的浆液循环泵入口阀门20；所述反应池的底部设置有石膏排出泵，所述石膏排出泵的出口管道设置有石膏浆液采样装置，以定期取得所述反应池中的固液混合产物进行沉淀，得到固液混合产物的澄清率；所述反应池内设置有搅拌装置24，使得反应池内的混合浆液始终保持均匀装置；所述搅拌装置24包括设置于反应池内的搅拌桨叶，也可以为包括水泵和管道组成的脉冲悬浮装置。工作时，所述喷头将带有一定压力的混合浆液喷出后，在烟道中形成水幕，通过水幕的烟气中的二氧化硫与混合浆液中的氢氧化钙接触后发生反应最终形成石膏，落入位于喷淋装置22下部的反应池23中，反应池23中的混合浆液由浆液循环泵19排入喷淋装置22继续进行喷淋，直至混合浆液中的氢氧化钙消耗完毕；再向反应池23或直接向喷淋装置输入电石渣浆液，重复上述操作。所述反应池23的底部设置有石膏排出泵25；

用于去除固液混合产物中水分的脱水系统，所述脱水系统包括石膏旋流站26和真空带式过滤机27，所述石膏旋流站26的进料口与所述石膏排出泵的出口连接，所述石膏旋流站26的固态物排出口与所述真空带式过滤机27的进料口连接，所述石膏旋流站26和所述真空带式过滤机27分离出的液态物通过管道排往所述反应池和/或脱硫废水处理系统23。所述石膏旋流站26和所述真空带式过滤机27均为现有技术，通过所述真空带式过滤机27分离的固态物直接或通过转运皮带等装置输送至石膏仓回收利用，分离的液态物经管道回收至反应池23继续利用。

进一步的，还包括导料槽，所述导料槽包括设置于电石渣浆液箱侧面的平底板6，所述平底板6与水平面呈5-30度夹角倾斜设置，优选为22度，所述平底板6在倾斜方向的两侧分别设置有侧挡板5，由平底板6和两侧的侧挡板5形成供电石渣通过的槽；所述平底板6在竖直方向的高处设置有挡车台2，所述挡车台2在与所述平底板6卸料方向垂直方向的长度尺寸不小于3.5m，所述挡车台2的高度为220mm-350mm；在具体操作中，挡车台2为固定设置于车道1地面的钢筋水泥结构的浇筑墙，所述车道1可以为位于制浆箱10一侧的供车辆通行的平台，也可以为位于制浆箱10一侧的供车辆爬行从而实现卸料的坡道，所述挡车台2与所述平底板6的夹角位置的上部设置有冲水管3，所述冲水管3与压力水源连接，所述冲水管3设置有多个朝向所述平底板6的冲水孔4，多个所述冲水孔4均布于所述冲水管3，使得所述冲洗孔3释放的水流能够覆盖整个平底板6。

在实际使用时，挡车台2为待卸载的车辆提供硬性阻挡，防止车辆将卸料槽压坏，或沿卸料槽滑落，为车辆提供一定的保护；同时，利用设置于卸料槽顶部的冲水管3释放水流将车辆倾倒在卸料槽的电石渣冲入制浆箱10，使得电石渣能够从角度较小的卸料槽进入制浆箱10，有利于重载车辆卸载高度的降低，混入水流的电石渣也有利于制浆箱10容量的充分利用；另外，冲水管3在完成卸载工作的同时，也起到为制浆箱10补充水分的目的。当固态的电石渣进入制浆箱10后，工作的制浆水泵17将底部的浆液抽出，此时输浆阀18关闭，制浆阀15打开，浆液通过制浆喷嘴13冲击固态的电石渣，电石渣中密度较小氢氧化钙颗粒悬浮于浆液中，密度较大的铁屑等杂质沉入箱底，制浆水泵17冲洗起到搅拌和除杂作用；当制浆水泵17工作一段时间后，制浆箱10内的电石渣经过充分搅拌，打开输浆阀18，密度符合要求的电石渣浆液通过输出管道输往脱硫塔等容器，用于去除烟气中的二氧化硫。也可以将电石渣浆液输出至储浆箱，通过储浆箱存储一部分的电石渣浆液，不但可以提升电石渣的储存和备用量，防止由于电石渣采购不及时导致的脱硫剂缺失，也可以对储浆箱内的经过制浆箱10除杂的电石渣浆液进行自然沉淀，此时，电石渣中的固态部分沉淀于储浆箱的底部，液态部分位于储浆箱的上部，底部主要为未溶于水、主要成分为氢氧化钙的固态电石渣，顶部为主要成分为氢氧化钙的溶液，此时，原料电石渣中含有的、对脱硫石膏生成有害的氯离子也在上部的溶液中，此部分溶液统称为电石渣上清液；可以通过将电石渣上清液输入至脱硫石膏废水中调节ph值或进行其他处理，降低储浆箱内电石渣的氯离子含量，有效的解决电石渣脱硫石膏由于氯离子影响，不易脱水的问题，在电石渣上清液排出后，可以通过在储浆箱设置补水管，保证电石渣浆液的水含量。

在一个具体的实施例中，进一步的，所述冲水孔4设置于所述冲水管3中部水平方向以下位置，所述冲水孔4的孔径为12mm-30mm；通过这种设置方式，减少电石渣或其他杂物堵塞冲洗孔、进而导致的降低卸料槽输料效果的故障发生。所述冲水管3的最低位置设置有放水孔，所述放水孔主要用于在与冲水管3连接的压力水源停止供水后，放空冲水管3中的剩余水分，防止水分在管路内腐蚀管路，也使得在冬季的时候，剩余水分在管路内冻结，撑爆管路或堵塞冲水孔4。

进一步的，所述采样装置为深入液面以下位置的采样管道，所述采样管道定期通过手动阀门或自动阀门的方式提取一定量的固液混合产物，经过静置得到澄清率，为排放脱硫废水的时机提供参考依据，以利于得到固态的石膏。

在一个具体的实施例中，进一步的，所述低位出口距离所述制浆箱10底部在垂直方向的距离尺寸为1米；所述制浆喷嘴13出口距离所述制浆箱10的底部在垂直方向的距离尺寸为1米，所述制浆喷嘴13的口径为50mm。

在一个具体的实施例中，进一步的，所述制浆箱10的侧面、靠近底部的位置设置有检修孔，所述检修孔可拆卸设置有检修门11。所述检修孔在位于制浆箱10的外部设置法兰，所述检修门11通过螺栓与所述法兰连接；所述制浆箱10的底部设置有检修排水管9，所述检修排水管9设置有检修排水阀9。检修时，可通过检修排水管9放空制浆箱10内的剩余浆液，通过检修孔进入制浆箱10内部，对制浆箱10进行维护。所述制浆箱10的侧面靠近顶部开口0.5米的位置设置有溢流管7，所述溢流管7设置管道与废水排放通道连接，当制浆箱10内水位超过警戒值，为防止浆液任意流动，造成对周围环境等不可控制的影响，超过警戒值的浆液或水分，可通过溢流管7可控的排出。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。