(武汉钢电股份有限公司 430000)
摘要：本文探讨了武钢烧结厂脱硫循环灰在燃煤电厂石灰石/石膏法脱硫中进行资源化利用的可行性，并对应用试验和后期运行中发现的一些问题进行了分析和研究。
关键词: 循环灰 脱硫 利用
0 前言
武钢烧结厂三台烧结机2015年各新建一套SDA半干法烟气脱硫系统，设计年将产生脱硫循环灰7～8万吨。起初主要通过吸排罐车运往北湖渣场，经过简单的增湿处理后堆放。经增湿后的脱硫灰PH为11～13，呈高碱性，严重影响周围植物的生长和土地使用，污染周边环境。对环境产生了不良的影响，于是他们希望有更好的途径来处理循环灰问题。
1 脱硫循环灰的成分及石灰石/石膏法脱硫对比分析
1.1 烧结厂脱硫循环灰成分检测及分析
烧结厂采用的是半干法脱硫，经检测，半干法产生的脱硫灰中化学成分主要以CaSO3·1/2H2O、CaSO4·2H2O、Ca(OH)2和CaCO3为主，各组分含量约为CaSO3·1/2H20 20～30%，CaSO4·2H2O 15～25%, Ca(OH)2 25～40%，CaCO3 15～30%，脱硫灰中吸附水＜1%，结晶水2～3%，粒径中值< 10 µm。目前国内外SDA脱硫灰的研究主要集中在水泥缓凝剂、制备脱硫灰砖、制备墙面材料、淤泥处理剂、污水处理剂、黏合剂、硬石膏生产等。另外，国内也有个别大型企业将SDA脱硫灰添加到矿渣微粉中使用，但添加量很少。
表1 烧结循环灰化验结果
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1.2电厂石灰石/石膏法脱硫剂与循环灰对比分析
武钢自备电厂，装机2×200MW火电机组，配套石灰石-石膏法烟气脱硫装置。根据石灰石-石膏湿法脱硫脱硫剂和烧结脱硫循环灰化学成分对比分析，烧结脱硫灰中CaO溶于水后和原有Ca(OH)2都是强碱，与烟气中SO2 和水可以进行中和反应，因此可以作为电厂湿法脱硫的脱硫剂使用；脱硫灰中的CaSO3和CaSO4与电厂湿法脱硫过程反应物相同，对脱硫反应不会造成不利影响。使用循环灰作为脱硫剂进行烟气脱硫，我们称之为：石灰--石膏湿法脱硫。
2 石灰-石膏湿法脱硫原理分析
石灰-石膏湿法脱硫工艺主要化学反应如下：
吸收：SO2→SO2+H2O→H++HSO3-→H++SO32-
溶解：Ca(OH)2 →Ca2++2OH-
CaSO3→Ca2++SO32-
中和：OH-+H+→H2O
OH-+HSO3-→SO32-+H2O
氧化：HSO3-+1/2O2→SO32-+H+
SO32-+1/2O2→SO42-
结晶：Ca2++SO32-+1/2H2O→CaSO3•1/2H2O
Ca2++SO42-+2H2O→CaSO4•2H2O
因此从化学反应分析可以得出结论：只要烧结循环灰中氧化钙含量足够（至少大于50%），且其它成分不抑制脱硫化学反应、不破坏脱硫石膏品质，并能随脱硫石膏脱水析出，理论分析武钢烧结半干法脱硫循环灰可以实现在火电厂烟气脱硫中实现资源化再利用。
3 现场试验研究
为了验证烧结脱硫灰是否能在电厂湿法脱硫中进行实际工业应用，我们采取循序渐进的方式进行试验。分别是功能验证试验、部分替代试验和全部替代试验，试验时利用事故浆液箱储存正常浆液、石灰石浆液箱正常液位和石灰石粉罐车随时待命制浆以防机组排放参数超标。
3.1 循环灰脱硫功能验证试验
进行五天试验，每天试验从8:00开始，烧结脱硫灰加完为止。将烧结脱硫灰通过罐车输送至2#吸收塔地坑，再用地坑泵输送到2#脱硫塔。
在试验期间严密观察出口SO2排放浓度变化情况，石膏脱水情况并取石膏样和吸收塔浆液样，外送进行化验分析，收集整理运行数据并进行分析。
3.2 循环灰部分替代脱硫石灰石粉试验
在两台机组脱硫系统同时投运时开始为期10天的试验。每天全部消纳烧结产生的50-60吨脱硫灰，在此时段内部分用烧结脱硫灰替代脱硫剂，进一步验证使用烧结脱硫灰脱硫性能。
试验时烧结脱硫灰通过罐车直接加到石灰石浆液箱，通过石灰石浆液箱浆液密度控制加灰量。试验期间确保1、2#脱硫运行正常，排放达标，能耗正常，脱硫废水系统运行正常，定期将脱硫石膏和脱硫塔浆液外送化验，收集整理运行数据并进行分析。
3.3 循环灰全替代脱硫石灰石粉试验
在两台机组脱硫系统同时投运时开始为期30天第三阶段试验。每天全部消纳烧结产生的50-60吨脱硫灰，直接将烧结脱硫循环灰直接通过罐车加仓至石灰石粉仓，验证循环灰下粉是否通畅，全替代脱硫剂后长周期运行对脱硫系统可能存在的影响，定期将脱硫石膏和脱硫塔浆液外送化验，收集整理运行数据并进行分析。
4结论
试验期间1、2#脱硫运行正常，排放达标，能耗正常，脱硫废水系统运行正常，物料、氯离子和水系统平衡正常。分别将脱硫石膏和脱硫塔浆液进行化验，石膏基本满足二级石膏品质，与试验前石膏品质基本一致。试验期间除CL-比试验前有所提升外，其他参数完全正常。
表1 脱水石膏化验结果
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综上所述，我们可以得出结论：使用烧结循环灰替代部分石灰石作为脱硫剂是可行的。