第33卷第9期2011年9月华电技术HuadianTechnology
Vol．33No．9
Sep．2011
湿法烟气脱硫系统采用电石渣脱硫剂
的技术分析
严新荣
（中国华电集团公司，北京100031）
摘
要：分析了电石渣代替石灰石粉作为脱硫剂在火电厂石灰石－石膏湿法烟气脱硫系统中运行的可行性，论述了对原
脱硫系统进行改造的必要性，提出了保障设备系统安全、经济、稳定运行的措施，供石灰石－石膏湿法脱硫系统改用电石渣作为脱硫剂时参考。
关键词：电石渣；湿法脱硫；脱硫剂；设备改造中图分类号：X701．3
文献标志码：B
文章编号：1674－1951（2011）09－0081－04
表1
0引言
电石渣的化学成分
%
为了减少二氧化硫的排放，满足国家有关部门
对环境保护的要求，目前我国大部分燃煤机组都安装了脱硫效率高、运行稳定的石灰石－石膏湿法烟气脱硫系统。由于该系统采用石灰石作为脱硫剂，石灰石的大量使用不仅对植被等生态环境造成了二次破坏，而且会置换出与所吸收SO2等量的CO2。近几年，部分电厂结合实际条件，从缓解经营和环境压力的角度出发，本着“因地制宜、以废治废、变废为宝、发展循环经济”的原则，考虑或采用具有与石灰石相近性能的工业废料，以期达到废料综合利用、减排增效之目的。电石渣作为一种廉价的工业废
与石灰石同为钙基碱性物质，在脱硫原理上具有料，
近似性，研究其在火电厂湿法烟气脱硫系统中的应用具有重要意义。
1．2
电石渣的物理特性
每生产1tPVC产品约产生含水量90%左右的
电石渣20t。电石渣的个数平均粒径为1．89μm，重量平均粒径为9．19μm，面积平均粒径为5．75μm，
2中位粒径为8．29μm，比表面积为947．32m/kg。电
石渣的比表面积越高，吸水性亦越高，烘干难度越大。水解后生成的电石渣流动性差，电石渣经进一步脱水，其含水率仍达40%～50%，呈浆糊状。
电石废渣属Ⅱ类一般工业固体废物，在运输途长期堆积不但占用大量土地，而中易渗漏污染路面，
且对土地有严重的侵蚀作用。要想从根本上解决问只有在技术上谋求突破，寻求新的治理工艺，综题，
合利用，化害为利，变废为宝。目前，电石渣综合利用途径主要是作为水泥辅料和制砖等。
1
1．1
电石渣的特性分析
电石渣的化学特性
电石渣是采用电石乙炔法生产聚氯乙烯PVC
（polyvinylchloride）工艺的化工厂产生的固体废弃物。电石（CaC2）水解后所产生沉淀物（工业废渣）的主要成分为Ca（OH）2，化学反应过程：CaC2（电石）+2H2O →C2H2↑（乙炔气）+Ca（OH）2↓（电石渣）。电石水解后的电石渣除了含有约90%的氢氧化钙之外，还含有夹杂在电石中的多种杂质，
Si，Fe，Al，Mg，S，P等。由于水解产物含有大如C，
电石渣水溶液呈碱性，对酸性气体具量的氢氧化物，
有较强的中和能力。电石渣的化学成分见表1。
收稿日期：2011－08－28
22．1
电石渣代替石灰石用作脱硫剂的可行性电石渣作脱硫剂的脱硫原理
烟气中SO2的离解机制
烟气中的SO2先溶解于吸收液中，然后离解成
2．1．1
H+和HSO3－。
SO2（g）幑帯幐SO2（aq），SO2（aq）+H2O幑帯幐H++HSO3－。
（1）（2）
式（1）是慢反应，在气液接触的过程中进行，是
·82·华电技术第33
卷
第9期严新荣：湿法烟气脱硫系统采用电石渣脱硫剂的技术分析
以下（氧化系统改进方案如图5所示）
。
·83·
坑、罐都采取了开式设计，以利于乙炔气体的挥发。厂房设置了机械通风设备，以迅速排出积聚的乙炔气体，避免乙炔气体随浆液进入吸收塔内。利用反应生成塑料、纤维状物质悬浮在浆液表面这一现象，对原有脱硫系统真空皮带滤液水排放方式进行改造，在石膏浆液旋流器增加溢流排放装置，把乙炔气以提高石副反应物直接溢流排放至废水处理系统，膏的纯度和品质。系统改进图如图3所示
。
图5
图3
系统改进图
氧化系统改进方案
3．4提高石膏品质
3．3防止设备结垢
电石渣的主要成分为Ca（OH）2，在水中的溶解度和消溶率都高于石灰石，如图4所示
。
采用电石渣作脱硫剂，由于氢氧化钙离解速度
结晶反应在瞬间较快且在酸性溶液中溶解度较大，
即告完成，加之部分未滤除杂质的存在，将产生大量
细晶，大多在38μm以下，晶体畸变，石膏脱水困难。为获得结晶颗粒均匀，粒径大的高品质石膏，吸收塔浆液池设计容积应满足浆液循环停留时间在5．5min以上的要求。原有采用石灰石作脱硫剂的设备，由于液相反应受碳酸钙离解速度限制，浆液中石膏的过饱和度将控制在允许的范围内，有利于浆液中生成的石膏结晶长大，所以浆液循环停留时间普遍较短。针对这一现象，为便于石膏结晶生长，采用了相应的改造措施。
（1）减少循环泵运行台数。系统原设计为3台循环泵运行，改用电石渣做脱硫剂后，利用电石渣脱
图42种脱硫剂的消溶规律（P=6．2，t=50℃）
从结晶学原理出发分析，结晶越快，越易发生结晶
粘壁（即结垢）现象。在设备停运检查时，发现在脱硫塔气液接触前、后的塔壁面和易阻部件中不同程度地结垢。在改进预防结垢措施上，除采取了减少易阻部件、选用不堵塞喷嘴和缩小间隔冲洗周期外，重点采用了防止浆液过饱和及强制氧化措施来综合治理电石渣结垢。一是控制电石渣供浆量，将入塔电石渣质量浓度控制在20%左右，采取均匀送料方式以消除局部过饱和，将吸收塔浆池pH值控制在较低的水平（pH=5．6～5．8），能有效地控制结垢；二是强制氧化。根据现有脱硫系统氧化系统运行情况，新增氧化喷射管，通过增加氧化风将浆液内亚硫酸盐的质量分数控制在1%
硫液相反应快、脱硫效率提高3%的特点，停运1台循环泵，浆液循环时间增加。（2）增加石膏浆旋流二次排放量，使塔内浆液中悬浮的纤维状杂质随时排出，减少对石膏结晶体生长的影响。
（3）利用事故浆罐容积作为反应容积。
4
4．1
技术应用
运行经济指标
针对电石渣作为脱硫剂的理化特性，在某电厂2×125MW机组石灰石－石膏湿法脱硫系统上进行了示范性改造，并新增电石渣浆制备、筛分、输送及
控制装置。示范装置主要经济技术指其附属供电、
·84·标见表2。
表2
序号12345678
华电技术第33卷
示范装置主要经济技术指标
单位m3/h℃mg/m3mg/m3%%mol/molkg/h
数据[***********]5801．032958．3
干态备注湿态
指标入塔烟量入口烟温入口SO2入口烟尘脱硫效率电石渣质量分数钙硫比电石渣耗量
较石灰石粉成本180元/t渣运输成本仅为20元/t，
大为降低，以该类型机组每年使用2万t石灰石粉核算，每年可降低脱硫成本费用近320万元。（2）节电效益。在同等负荷下，使用电石渣脱硫剂后可以停运1台浆液循环泵来提高浆液循环停留时间。停用1台循环泵每年可节约厂用电105万kW·h。
（3）提高脱硫效率。由于电石渣活性好，反应速度快，与应用石灰石脱硫剂比较脱硫效率提高3%以上。
（4）CO2减排。按照每年替代石灰石2万t核算，每年可减少二氧化碳排放0．88万t。
通过对该示范装置一个长周期的运行监测发
现：采用电石渣做脱硫剂时，在设计工况下的脱硫效率能提高至96%～97%，系统无结垢现象，石膏脱水情况及石膏品质均达到采用石灰石进行脱硫时的水平（具体见表3）。
表3
样品名称
5结束语
在有条件的大型火力发电厂湿法脱硫系统中，以电石渣替代石灰石作为脱硫剂在技术上是成熟的，系统运行也是稳定、可靠的，一般在1～2年内即可收回
可真正实现节能、环保与循环经济的设备改造投资，
和谐统一。可以预见，随着电石渣浆液处理技术的不
断发展，其经济效益和环境效益将更加明显。参考文献：
［1］禾志强，韩秀峰，祁利明．电石渣－石膏法烟气脱硫技术
［J］．电站系统工程，2010（5）：65－66．［2］．机电技术，2008吴金乐．电石渣脱硫技术的探讨［J］
（1）：65－66．［3］童艳，周屈兰，惠世恩，等．电石渣在湿法脱硫中的消溶
J］．动力工程，2006（6）：884－887．特性［
石膏脱水情况及品质
成分CaCO3
单位%%%%%kg/m3%mg/L
88．560．1214．1789．951．1120．114712．95．57
kg/m3%
1．11956．25结果
石膏
纯度CaSO3·1/2H2O
含水率CaSO4·2H2O浆液密度
吸收塔浆液
CaSO3·1/2H2OCl－的质量浓度
pH
电石渣浆液
密度CaO
（编辑：白银雷）
作者简介：
严新荣（1972—），男，江西新余人，高级工程师，从事技
mail：xinrong－yan@术研究、推广及科技管理方面的工作（E-chd．com．cn）。
4．2
效益分析
（1）脱硫剂成本节约产生的效益。目前，电石
欍欍欍欍欍欍欍欍欍欍欍欍欍欍欍欍欍欍欍欍欍欍欍欍欍欍欍欍欍欍欍欍欍欍欍欍欍欍欍欍欍欍欍欍欍欍
来稿中插图的格式和要求
1．插图应具有自明性，只看图，不阅读正文，即可理解图意。
2．稿件中的各类图、表要求以可编辑格式插入。3．插图需提交一份独立的电子图稿，以备制版。电子文件要求：
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（6）因为刊物以黑白方式印刷，所以不要使用彩色文字或图表。如果将多条曲线画在同一幅图中，请以不同的线型或符号表示，以便辨识。
4．请作者在稿件中注明自己的Email地址，以便编辑部与作者联系，商讨有关事宜。
·98·Abatracts第33卷
Abstract：Inordertoenhancetheaccuracyofanalysisanddiag-nosisondissolvedfeaturesgasintransformeroil，combiningwithfuzzytheoryandadvancedgeneticalgorithm，thefuzzyprocess-ingonthegasratioboundaryandfaultcodesoftheimprovedIECthreeratiomethodwascarriedout；thenthefuzzyinferencewasusedtoobtainthefaultdiagnosisresult．Thismethodcanreducetheinfluenceofotherinterferinggasesonthediagnosisresultgreatly，enhancetheaccuracyofchromatographicanalysisofthedissolvedgasintransformeroil，andenhancetheopera-tionreliabilityofthetransformerinsulatingoil．
Keywords：transformer；IECthreeratiomethod；fuzzytheory；geneticalgorithm
Abstract：Thefeasibilityofusingthecarbideslagasdesulphuri-zingagent，insteadofthelimestonepowder，inlimestone-gyp-sumwetFGDsystemofthermalpowerplantwasanalyzed．Thenecessityoftheoriginaldesulphurizationsystemreformationwas
economicalandsta-expounded．Themeasuresforensuringsafe，
bleoperationoftheequipmentsystemwereputforward，whichcanbeusedasreferenceforthelimestone-gypsumwetdesul-phurizationsystemwhenitwillbereformedtousethecarbideslagasdesulphurizingagentinthissystem．
Keywords：carbideslag；wetdesulphurization；desulphurizingagent；equipmentreformation
11－09－69Analysisonreasonsofexplosionofcurrenttransformeronbuscouplersegmentinweak-infeedsideofasubstation
ZOUQiqun，SHUYishi，YUPeijie（AnyangPowerSupplyCompany，Anyang455000，China）
Abstract：Anexplosionaccidentofcurrenttransformeronbuscouplersegmentinweek-infeedsideofa220kVsubstationwas
introduced．Combiningwiththeoperationmodeofthesystembeforetheaccident，thephenomenonoftheaccidentandtheac-tionsoftherelatedprotectionandswitches，accordingtotheprincipleoftheprotectiondevice，severalkeyprotectionactionsintheaccidentprocesswereanalyzed．Theactingprincipleandactingprocessoftheopticalfiberdifferentialprotectionandtheopticalfiberdistanceprotectioninweak-infeedlinewereana-lyzedemphatically．Combiningwiththecharacteristicsoftheweak-infeedline，somesuggestionsonitsprotectionconfigura-tionanditssecondarycircuitdesignwereputforward．Keywords：weak-infeed；substation；currenttransformer；ex-plosion；protectiondevice
11－09－85Analysisoncleanenergydevelop-mentpolicyandcurrentsituationofChina
ZHAOShengguo（ChinaHuadianEngineeringCorporationLim-ited，Beijing100035，China）
Abstract：ThecurrenteconomicsituationandtheenergysituationofChinawereintroduced．Therelevantpolicies，whichwereen-actedbythestateforpromotingthecleanenergydevelopment，wereexpounded．Theadjustmentoffutureenergystructurewasanalyzedproperly，providingreferenceforpeopleintheindustry．Keywords：economicsituation；energysituation；cleanenergy；energystructure
11－09－88Influenceoflowvoltageridethroughinwindpowergenerationsystemonelectricpowerqualityofpowergrid
ZHANGWeijun，MAOYu（AnyangPowerSupplyCompanyLimited，Anyang445000，China）
Abstract：Thelowvoltageridethroughtechnologyofthewindpowergenerationsystemwasintroduced．TheInfluenceofwindpowergenerationsystemontheelectricpowerqualityofthepow-ergridduringthelowvoltageridethroughprocesswasanalyzed．Amethodwasputforward，inwhichtheprotectioncircuitunitisusedforimprovingthewindpowergenerationsystemandenhan-cingtheelectricpowerqualityofthepowergridwhenthelowvoltageridethroughoccurred．Bysoftwaresimulation，thera-tionalityandvalidityofthemethodwereproved．
Keywords：windpowergeneration；lowvoltageridethrough（LVRT）；electricpowerquality；protectioncircuit
11－09－72ExperimentalResearchonoperationoptimizationofdesulphurizationsystemof600MWunit
NIEPengfei，MALei，ZHANGPeng（HebeiDatangInterna-tionalWangtanPowerGenerationCompanyLimited，Tangshan063611，China）
Abstract：Theexperiencesofoperationoptimizationoflimestone-gypsumwetFGDsystemof2×600MWunitinHebeiDatangIn-ternationalWangtanPowerGenerationCompanyLimitedwerein-troduced．Theconcretemeasuresofoperationoptimizationweregiven．Basedonexperimentandthestatisticalanalysis，thebet-teroperationmodeofdesulphurizationsystemwasobtained．Keywords：wetfluegasdesulphurization（wetFDG，WFGD）；operationoptimization；experiment
11－09－92ApplicationofKalmanHillClimbingControlAlgorithminyawcontrolsystemofwindpowergenerationunit
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Abstract：Insomewindfarms，thewindpowergeneratormayaimthewinddirectionnosoaccurately，andthewindpowergeneratorslocatedinleewardofotherwindgeneratorsareim-pactedbyairflowofotherwindpowergeneratorsandcannotaimthewinddirectionexactly．Aimingatabove－mentionedproblems，theKHCalgorithm，anewcontrolalgorithm，inwhichtheoptimizedKarmanfilteringiscombinedwithhillclimbingmethod，wasputforward．Thecorecontentsoftheal-gorithmarethatusingthepowerdetectiontoaimthewinddirec-tionandcontralhighaccurately，andusingtheKalmanfilteringtopredictthewindvectortoavoidthefrequentandfatigueactionoftheyawmechanismandtheinterferences．Bysimulationanal-ysis，thefeasibilityofthealgorithmwasverified；andthewindpowergenerationefficiencyhadbeenincreasedgreatly．
Keywords：windpowergenerationunit；yawcontrol；kalmanhillclimbingcontrol（KHC）algorithm；powerdetection；pre-dictionofwindvector
11－09－77Operationoptimizationoflimestonewetdesulphurizationsystem
WANGJianfeng（DatangInternationalDouhePowerPlant，Tangshan063028，China）
Abstract：Thefactorsinfluencingontheperformanceoflime-stonewetdesulphurizationsystemwereanalyzed．Takingthede-sulphurizationsystemofDatangInternationalDouhePowerPlantasexample，thestrategyofoperationoptimizationofdesulphuri-zationsystemwasputforward；andtheimportantfunctionofthelaboratorytestandanalysisinoperationoptimizationofdesul-phurizationsystemanditsapplicationmethodwerepointedout．Keywords：wetdesulphurization；influencingfactor；operationoptimization；test
11－09－81TechnicalanalysisonuseofcarbideslagasdesulphurizingagentinwetFGDsystem
YANXinrong（ChinaHuadianCorporation，Beijing100031，China）