CFB-FGD脱硫装置脱硫灰二次氧化技术探讨

CFB-FGD脱硫装置脱硫灰二次氧化技术探讨

刘瑞

陕西北元化工集团股份有限公司热电分公司

摘要：本文以480t/h煤粉炉配备的CFB-FGD脱硫装置为例，半干法烟气脱硫灰中含有大量CaSO3，而CaSO3对于脱硫灰的稳定性具有重要影响，限制了脱硫灰的处理和综合利用[1]：经过与水泥生产企业的交流、探讨，灰中的亚硫酸钙氧化完全可以氧化为CaSO4﹒2H2O（俗称“石膏”），并用于水泥的生产。通过实验找到一个经济、高效、可量产的氧化方法，正是是本次要探讨的内容。

关键词：脱硫灰硫酸钙亚硫酸钙氧化

前言

xxxx公司480t/h煤粉炉配备有CFB-FGD脱硫装置4台，2009年制造投运，用于脱除锅炉烟气中粉尘、SO2。粉尘、SO2排放浓度均可达到国家超低排放标准，脱硫灰年产量达到8万吨，处置费54.24元/吨（市政垃圾处理费34.9元/吨，运输费18.04元/吨，场地平整费1.3元/吨），年处置费用433.92万元。该公司配套有240万吨/年的水泥生产线，计划将脱硫灰应用于水泥生产，实现循环利用，降低生产成本的目的。

1.主要技术内容

1.1主要技术方案

1.1.1在小型反应池中将脱硫灰配置成合适的浆液浓度（模拟湿法脱硫反应池浆液浓度），连续搅拌，探讨浆液温度、pH值、氧含量、反应时间对氧化效果的影响。

1.1.2pH值调节采用硫酸调节，氧含量高低采用压缩空气连续曝气的方式，通过流量计控制曝气量。

1.2项目技术可行性分析

1.2.1主要目标

通过强制氧化的手段，提高脱硫灰中CaSO3﹒2H2O氧化成CaSO4﹒2H2O的速率，供给水泥公司，实现脱硫灰的再利用。

1.2.2研究与开发内容

探讨温度、pH值，氧含量，反应时间等因素对脱硫灰氧化效果和氧化速率的影响。

技术难点：

1）合理、高效和低成本的脱硫灰氧化处理工艺是本项目开发的关键；

2）煤质、除尘器效率和吸收剂成分稳定性影响脱硫灰组分变化，进而影响到脱硫石膏产品的稳定性。

2.实验过程

2.1高温氧化工艺原理

2.1.1试验原理：

2.2.2试验方法：利用（1+9）硫酸溶液，调节脱硫灰浆液PH维持在PH4、PH5、PH6，采用电磁炉加热搅拌。取0.5g脱硫灰样品，放入烧杯中，加入12ml（1+1）HCl和100ml纯水，用平头玻璃棒压碎块状物，加热样品煮沸样品5min后，用中速定量滤纸过滤，然后用热水冲洗10次，并用500ml烧杯收集滤液，在沸腾条件下一边搅拌一边逐渐加入10ml10%BaCl2继续沸腾10min分钟，然后放在80℃水浴中中3h，用无灰级滤纸过滤，然后用热水反复冲洗，直到洗液中不含Cl‐为止（用AgNO3溶液验证滤液无混浊现象），将过滤物和滤纸放入已称重坩锅中（在800℃～950℃的高温炉内），然后在电炉上完全灰化后，放入800℃～950℃的高温炉内灼烧30min，取出坩埚，置于干燥器中冷却至室温，称量。反复灼烧直至恒量。然后称重得到BaSO4晶体和坩埚的重量。根据下面的公式可以计算出

表2.1脱硫灰分析数据（反应时间、温度、PH综合调整）

2.2.3数据分析：脱硫灰中的CaSO3、CaO、Ca（OH）2在低PH值的酸性环境中会被氧化为CaSO4，PH4的情况下CaSO4含量可以达到90%左右。但在大范围应用过程中以50t脱硫灰为例，有效钙含量70%，需要消耗26.43t的浓硫酸（浓硫酸市场售价1000元/吨）。PH值在4，反应温度50℃搅拌30minCaSO4含量可以达到95%。

3.实验结论及推广应用前景

CaSO3颗粒微溶于水，脱硫灰浆液在60℃范围内通氧搅拌CaSO4的氧化效果提升并不明显，pH4环境虽然会产生较高的转换率，CaSO4含量可以达到95%，但浓硫酸的消耗量较大，经济成本高不利于大面积推广。

通过马弗炉对脱硫灰直接加热，脱硫灰中的CaSO3在700℃以内的环境中，随着温度的升高氧化效果明显提高，可设计安装一台循环流化床锅炉，在700℃—800℃的环境中喷入脱硫灰对其进行煅烧，在得到CaSO4的同时，实现对其中吸收剂充分利用。

参考文献

[1]姚璐；刘清才；方诗惠；任山；刘浪孔明；朱博洪.半干法烧结烟气脱硫灰的氧化改性.大气污染防治（2016年06期）