[实用新型]一种适用于电石渣碱性浆液的电化学处理系统

说明书

本实用新型提供了一种适用于电石渣碱性浆液的电化学处理系统。本实用新型的电化学处理系统，包括反应装置、搅拌装置和曝气装置，所述反应装置具有阴极、阳极和容纳腔，所述阴极设置在所述反应装置的侧壁上，所述阳极设置在所述容纳腔中，所述阳极包括金属筒体，在所述金属筒体上开设有多个第一穿透孔和多个第二穿透孔，在所述金属筒体的表面设有SnO₂涂层，在多个所述第二穿透孔中镶嵌有钛基硼掺杂金刚石薄膜，所述搅拌装置和曝气装置分别与所述反应装置连接。本实用新型的电化学处理系统能够解决电石渣碱性浆液用于烟气脱硫时脱硫石膏氧化困难、脱硫废水COD高、存在H₂S二次污染等问题。

技术领域

本实用新型涉及烟气SO₂脱除技术领域，尤其是涉及一种适用于电石渣碱性浆液的电化学处理系统。

背景技术

在烟气净化SO₂领域，以石灰或石灰石为脱硫剂的湿法脱硫工艺是效率最高的脱硫方法，可以满足大多数烟气条件下的近零排放要求，且具有钙利用率高、技术发展成熟、运行稳定等优点，在工业领域和电力行业烟气脱硫中占有绝对的主导地位。

在以钙化合物为脱硫剂的湿法烟气脱硫工艺中，最主要的脱硫剂是石灰石，其来源于矿山开采，并被粉碎成250-350目粉末供烟气脱硫系统使用。石灰石矿开采会造成地形地貌破坏，经过多年的开采部分矿山资源趋于枯竭，同时社会对生态保护要求提高，石灰石开采越来越困难，导致石灰石脱硫剂价格上扬，烟气脱硫成本上升。为此，寻找能够替代石灰石，且能够用于电力烟气脱硫和工业烟气脱硫的替代脱硫剂需求在增加，而电石渣作为一种廉价的钙基脱硫剂进入人们视野。

电石渣是化工PVC生产过程中产生的固体废弃物，在中国属于II类一般性固体废弃物。电石渣的主要成分是氢氧化钙，其具有溶解度大、反应速度快、脱硫效率高等优点，可以作为钙源应用于湿法烟气脱硫中。

然而，电石渣作为PVC生产过程的副产物，其主要成分是Ca(OH)₂，同时伴有多种杂质，例如常见的无机杂质有MgO、Al₂O₃、Fe₂O₃、SiO₂等，除了这些无机类杂质之外，电石渣中还有少部分硫化物和以C₂H₂和苯系混合物为主要成分的有机物。

硫化物来源于电石水解过程中产生的硫化氢被碱吸收后，以硫离子形态存在：

H₂S+2OH→S^2-+2H₂O

这部分在碱性电石渣浆液中的硫离子进入烟气脱硫系统中，有一部分会被氧化成为SO₄^2-，即发生如下反应：

S^2--+O₂→SO₄^2-

此氧化过程需要消耗一部分氧化空气。硫离子在酸性条件下，有一部分还可能会被转化H₂S，从而造成二次污染。

此外，电石渣中还夹带一部分有机物，例如乙炔和苯基化合物，C₂H₂因其在水中的饱和溶解度较大而形成夹带。有资料显示，在20℃时气体分压等于101.325kPa时，一体积水所吸收的乙炔体积为1.05，在50℃时也有0.5的溶解度。苯系有机物是在碳化钙制备过程中的残存物。当电石渣被用于烟气脱硫时，这些有机物会跟随电石渣浆液溶解进入脱硫系统，使得脱硫浆液的化学需氧量COD增加。造成的影响包括：一方面，这些溶解的有机物将影响烟气脱硫过程中亚硫酸钙的氧化，使得在典型工况条件下亚硫酸钙氧化不完全，最后导致石膏脱水困难；另一方面，溶解的有机物也导致脱硫废水中的化学需氧量较高。此外，溶解的有机物在常规曝气氧化条件下难以被分解，COD下降缓慢，即一般的脱硫废水处理方式难以降低其COD，会导致电石渣脱硫废水超标排放。