一種石灰石-石膏濕法煙氣脫硫增效劑的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及火電廠濕法脫硫領(lǐng)域，具體是涉及一種提高石灰石-石膏法煙氣脫硫效率的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]我國電站鍋爐燃煤消耗量占燃煤消耗量70%以上，是主要的大氣污染排放大戶。2010年，火電脫硫機組裝機容量達到5.78億千瓦，占全部火電機組82.6%。隨著我國S02節(jié)能減排力度的不斷加大，以引進技術(shù)為主的各種脫硫技術(shù)在燃煤電廠得到了推廣應(yīng)用，為“十一五”S02減排做出了重要貢獻。然而在實際運行過程中許多煙氣脫硫裝備面臨著煤質(zhì)較差、煤種復(fù)雜多變、鍋爐負荷波動頻繁、吸收劑品質(zhì)多變等現(xiàn)實國情。隨著新標準《火電廠大氣污染物排放標準》(GB 13223-2011)的頒布，S02排放標準提高到了 100mg/Nm3，很多電廠難以達到最新的國家標準排放限值，不能很好地滿足國家提出的污染物濃度和總量控制目標的要求，致使大量脫硫機組迫切需要進行升級改造，這勢必要花費高昂的改造成本。因此，如何在現(xiàn)有裝備下進一步提升脫硫效率成為了燃煤電廠的難題。要提高脫硫效率有兩種方法:一是改進脫硫劑以適應(yīng)脫硫系統(tǒng)；二是改善脫硫系統(tǒng)以適應(yīng)脫硫劑。相比之下，改進脫硫劑具有成本低、技術(shù)難度相對較小的優(yōu)勢。
[0003]目前，改進脫硫劑的措施主要通過加入添加劑的方式實現(xiàn)的，可用于石灰石-石膏濕法脫硫的添加劑主要有無機添加劑、有機添加劑和復(fù)合添加劑。無機添加劑的優(yōu)點是反應(yīng)速度快，能迅速提高脫硫效率，缺點是持續(xù)時間短，為消耗性添加劑；有機添加劑的優(yōu)點是脫硫效率提升明顯，作用時間長。復(fù)合添加劑具有無機添加劑和有機添加劑的共同特點，并且通過復(fù)配克服了本身的一些缺點，因其優(yōu)良的性質(zhì)受到越來越多的關(guān)注。
[0004]專利公開號CN102847428A提出了一種復(fù)合添加劑的技術(shù)方案:有機酸鹽類30-70%，消泡劑5-15%，金屬氧化物10-30%。所用的有機酸包括己二酸、檸檬酸、腐殖酸、苯甲酸、戊二酸、己二酸、丁二酸、乙二酸。專利公開號CN102114385A涉及一種向濕法脫硫吸收劑中添加的脫硫添加劑，由碳酸鈉22-26%、硫酸鋁19-22%、三氧化二鐵12_17%、三氧化二鋁16-19%、羧甲基纖維素鈉4-6%、二氧化硅微粉14-16%和聚丙烯酸鈉3-5%組成。通常所用的有機添加劑是戊二酸、己二酸等二元酸，這些二元酸具有優(yōu)良的緩沖性而使這些二元酸廣泛應(yīng)用于濕法脫硫系統(tǒng)。本發(fā)明采用了一種比己二酸有更好緩沖性能的新的二元酸作為有機添加劑，并通過加入無機鹽顯著改善了石灰石漿液的沉降性能，取得了優(yōu)于己二酸的新型復(fù)合脫硫增效劑。
[0005]目前，缺乏一種高效的石灰石-石膏濕法煙氣脫硫增效劑。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處，本發(fā)明的目的是提供了一種提高石灰石利用率和脫硫效率的石灰石-石膏濕法煙氣脫硫增效劑。
[0007]為了實現(xiàn)上述技術(shù)目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案的如下:本發(fā)明的一種石灰石-石膏濕法煙氣脫硫增效劑，由以下組分組成:癸二酸、三氧化二鐵和六偏磷酸鈉。
[0008]進一步地，其中癸二酸的質(zhì)量百分比含量為80% -90%。
[0009]進一步地，其中三氧化二鐵的質(zhì)量百分比含量為5-15%。
[0010]更進一步地，其中六偏磷酸鈉的質(zhì)量百分比含量為3-8%。
[0011]進一步地，最佳的使用濃度為1.2-1.5g/Lo
[0012]有益效果:本發(fā)明具有促進石灰石溶解、S02溶解吸收、提高脫硫效率的功效。添加劑中的金屬離子對脫硫反應(yīng)具有催化作用，能夠顯著提高亞硫酸鈣的氧化率，顯著緩沖脫硫漿液pH，提高二氧化硫氣液傳質(zhì)速率，強化對二氧化硫的吸收。
[0013]本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術(shù)的優(yōu)點在于:⑴添加劑中的有機酸改變了脫硫塔內(nèi)漿液的離子平衡，改善了化學(xué)反應(yīng)與傳質(zhì)過程，促進了碳酸鈣的溶液和S02的吸收。最新的研宄表明pKa和pKb分別在4.8和5.5附近的二元酸能夠起到最優(yōu)的改善離子平衡和傳質(zhì)的作用。癸二酸的pKa和pKb分別為4.6和5.6，己二酸的pKa和pKb分別為4.4和5.4。從理論上講癸二酸比己二酸具有更好的漿液的緩沖性能。
[0014](2)由于脫硫增效劑所具有的分散所用，故能降低石灰石沉降速率，減少設(shè)備的結(jié)垢。改變硫酸媽結(jié)晶體的特性，防止結(jié)晶體在喂'嘴等部位的沉積。
[0015](3)顯著提升亞硫酸鈣氧化率，改變硫酸鈣結(jié)晶體特性，促使形成顆粒較大的硫酸鈣晶體，提高石膏脫水率和縮短脫水時間。在無需對現(xiàn)有裝置進行任何改變的前提下，采用該脫硫增效劑不僅可以大幅度提高脫硫效率，還可以在一定程度上降低能耗，提高副產(chǎn)品石膏品質(zhì)，為電廠提供了一種新的選擇。
【附圖說明】
[0016]圖1為評價脫硫效果所建立的實驗室模擬石灰石-石膏濕法脫硫系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖2為本發(fā)明實施例1所述脫硫增效劑與己二酸在pH = 4.8-6.0脫硫增效效果比較圖；
[0018]圖3為本發(fā)明實施例2所述脫硫增效劑與己二酸在pH = 4.8-6.0脫硫增效效果比較圖；
[0019]圖4為本發(fā)明實施例3所述脫硫增效劑與己二酸在pH = 4.8-6.0脫硫增效效果比較圖；
[0020]圖5為本發(fā)明不同濃度的實施例4所述脫硫增效劑在pH = 4.8-6.0范圍內(nèi)脫硫增效效果比較圖。
【具體實施方式】
[0021]下面結(jié)合附圖和具體實施例進一步說明本發(fā)明的技術(shù)解決方案，這些實施例不能理解為是對技術(shù)解決方案的限制。
[0022]圖1所示為模擬濕法煙氣脫硫系統(tǒng)，通過其對實施例1-4所得的脫硫增效劑進行評估。圖1中S02從鋼瓶中釋放出來依次經(jīng)過減壓閥、質(zhì)量流量計后進入混合瓶，與風(fēng)機抽入的空氣混合形成模擬煙氣，模擬煙氣經(jīng)轉(zhuǎn)子流量計控制后進入噴淋吸收塔底部。煙氣由下往上經(jīng)噴淋吸收塔上部噴出的石灰石漿液洗滌后脫除S02，經(jīng)脫除S02的煙氣由噴淋塔上部排出，由煙氣分析儀測定其S02濃度。圖1描述的是該脫硫增效劑的評價體系。其中，1S02氣瓶；2轉(zhuǎn)子流量計；3混合瓶；4風(fēng)機；5轉(zhuǎn)子流量計；6噴淋塔；7漿液池；8水泵；9噴頭；10S02檢測器。圖2至圖5是在不同配方下的脫硫效果圖。重點突出與常用的一種脫硫增效劑相比其脫硫效果更高的特點。
[0023]上述模擬煙氣脫硫裝置的參數(shù)為:S02流量控制在0.15L/min，空氣流量9L/min，噴淋吸收塔長1.6m，直徑0.12m，噴淋塔石灰石漿液流量100L/h，石灰石漿液中實施例1所述的脫硫增效劑濃度為0.lg/L，石灰石漿液的濃度是3%。
[0024]實施例1
[0025]本發(fā)明的一種石灰石-石膏濕法煙氣脫硫增效劑，按質(zhì)量百分比計算，其組成和含量如下:
[0026]癸二酸80%
[0027]三氧化二鐵15%
[0028]六偏磷酸鈉5%
[0029]將癸二酸、三氧化二鐵和六偏磷酸鈉混合并攪拌均勻后即得到脫硫增效劑。
[0030]如圖2所示，為本發(fā)明實施例1所述脫硫增效劑與己二酸在pH = 4.8-6.0脫硫增效效果比較圖；在相同PH條件和同一進氣濃度下的脫硫效率明顯優(yōu)于同一用量下的己二酸。
[0031]實施例2
[0032]實施例2與實施例1的區(qū)別在于:本發(fā)明的一種石灰石-石膏濕法煙氣脫硫增效劑，按質(zhì)量百分比計算，其組成和含量如下:
[0033]癸二酸85%
[0034]三氧化二鐵10%
[0035]六偏磷酸鈉5%
[0036]將癸二酸、三氧化二鐵和六偏磷酸鈉混合并攪拌均勻后即得到脫硫增效劑。
[0037]如圖3所示，為本發(fā)明實施例2所述脫硫增效劑與己二酸在pH = 4.8-6.0脫硫增效效果比較圖；在相同PH條件和同一進氣濃度下的脫硫效率明顯優(yōu)于同一用量下的己二酸。
[0038]實施例3
[0039]實施例3與實施例1的區(qū)別在于:本發(fā)明的一種石灰石-石膏濕法煙氣脫硫增效劑，按質(zhì)量百分比計算，其組成和含量如下:
[0040]癸二酸90%
[0041]三氧化二鐵5%
[0042]六偏磷酸鈉5%
[0043]將癸二酸、三氧化二鐵和六偏磷酸鈉混合并攪拌均勻后即得到脫硫增效劑。
[0044]如圖4所示，為本發(fā)明實施例3所述脫硫增效劑與己二酸在pH = 4.8-6.0脫硫增效效果比較圖；在相同PH條件和同一進氣濃度下的脫硫效率明顯優(yōu)于同一用量下的己二酸。
[0045]實施例4
[0046]實施例4與實施例1的區(qū)別在于:本發(fā)明的一種石灰石-石膏濕法煙氣脫硫增效劑，按質(zhì)量百分比計算，其組成和含量如下:
[0047]癸二酸90%
[0048]三氧化二鐵5%
[0049]六偏磷酸鈉5%
[0050]將癸二酸、三氧化二鐵和六偏磷酸鈉混合并攪拌均勻后即得到脫硫增效劑。如圖5所示，為本發(fā)明實施例4所述脫硫增效劑與己二酸在pH = 4.8-6.0脫硫增效效果比較圖；在相同PH條件和同一進氣濃度下，經(jīng)濟有效的增效劑使用量為1.2-1.5g/L。
[0051]以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會有各種變化和改進，本發(fā)明要求保護范圍由所附的權(quán)利要求書、說明書及其等效物界定。
【主權(quán)項】
1.一種石灰石-石膏濕法煙氣脫硫增效劑，由以下組分組成:癸二酸、三氧化二鐵和六偏磷酸鈉。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的石灰石-石膏濕法煙氣脫硫增效劑，其中癸二酸的質(zhì)量百分比含量為80% -90%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的石灰石-石膏濕法煙氣脫硫增效劑，其中三氧化二鐵的質(zhì)量百分比含量為5-15%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的石灰石-石膏濕法煙氣脫硫增效劑，其中六偏磷酸鈉的質(zhì)量百分比含量為3-8%。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的石灰石-石膏濕法煙氣脫硫增效劑，最佳的使用濃度為1.2-1.5g/L。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種石灰石-石膏濕法煙氣脫硫增效劑，由以下組分組成：癸二酸、三氧化二鐵和六偏磷酸鈉。其中癸二酸的含量為80％-90％。其中三氧化二鐵的含量為5-15％。其中六偏磷酸鈉的含量為3-8％。最佳的使用濃度為1.2-1.5g/L。本發(fā)明的脫硫增效劑有利于提高石灰石的溶解速率和提高SO2的吸收速率；同時具有催化氧化作用的金屬氧化物能夠提高亞硫酸鈣的氧化速率；分散劑能夠保證漿液中固體顆粒的分散性，減少其沉淀造成的設(shè)備堵塞。使用本發(fā)明所述的增效劑能夠提高濕法脫硫效率5-10％，降低了石灰石的消耗，提高了設(shè)備運行的可靠性。
【IPC分類】B01D53-90, B01D53-50, B01J31-28
【公開號】CN104722205
【申請?zhí)枴緾N201510166371
【發(fā)明人】安浩, 毛林強, 崔皓, 王冰, 翟建平
【申請人】南京大學(xué)
【公開日】2015年6月24日
【申請日】2015年4月9日