煙氣溼法脫硫增效劑及其使用方法與流程
2023-06-15 13:08:41
本發明涉及煙氣脫硫技術領域，具體地說是一種煙氣溼法脫硫增效劑及其使用方法。
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背景技術：
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在眾多的煙氣脫硫技術中，溼法煙氣脫硫一直佔據著主導地位，目前在世界上已建成的脫硫裝置中，溼法脫硫裝置約佔80％，但是它也存在著初期投資大、運行費用高以及設備容易結垢、堵塞等不足。部分脫硫裝置由於石灰石的溶解度較低，影響了傳質效率，造成脫硫系統設計的液氣比普遍較高，實際運行的Ca/S普遍較高，增加了系統的投資和運行能耗，也降低了石灰石的利用率，增加了電廠脫硫成本；而且系統不穩定，一旦石灰石供漿系統故障，脫硫系統進入低pH段後脫硫率下降較快，嚴重影響了環保達標排放。
經研究表明，在溼法脫硫技術中，通過加入一定量適當的脫硫增效劑，則可以明顯改善化學反應與傳質過程，能促進CaCO3的溶解，緩衝漿液的PH值下降，促進SO2的溶解，加速SO2的化學吸收。以及可以顯著降低水蒸汽分壓，減小蒸發速率，延長脫硫效率。即可提高其脫硫效率，提高脫硫劑的利用率，進而降低運行費用，同時還能減緩鈣的結垢、堵塞速率，從而提高系統的可靠性。
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技術實現要素：
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本發明的目的就是要解決上述的不足而提供一種煙氣溼法脫硫增效劑及其使用方法，能夠提高脫硫效率，且無需進行設備擴容改造，同時降低了二氧化硫外排量，減少了石灰石用量，降低了脫硫塔循環泵能耗。
為實現上述目的設計一種煙氣溼法脫硫增效劑，所述脫硫增效劑由以下質量百分比的組分組成：
本發明還提供了一種煙氣溼法脫硫增效劑的使用方法，包括以下步驟：常溫常壓下，在石灰石漿液中加入該煙氣溼法脫硫增效劑，所述煙氣溼法脫硫增效劑的加入量為300～800mg/L。
本發明同現有技術相比，具有如下優點：
(1)能夠提高脫硫效率，且無需進行設備擴容改造；
(2)降低了二氧化硫外排量，減少了石灰石用量；
(3)降低了脫硫塔循環泵能耗；
(4)提高了燃煤調整和脫硫運行、備用的靈活性；
(5)提高了系統對原煤含硫量的承受能力；
綜上：本發明所述的脫硫增效劑可提高石灰石活性，加速SO2氣液遷移速度，提高CaCO3到CaSO4轉化速度，提高了CaCO3利用率，減少石灰石用量；同時，該增效劑能提高石灰石漿液的pH值緩衝能力，減緩脫硫漿液在不斷吸收SO2過程中pH值快速下降，有利於SO2的吸收。
[附圖說明]
圖1為添加本發明脫硫增效劑對溼法脫硫(wet FGD)強化效果示意圖；
圖2為未加入增效劑以及加入增效劑的脫硫效率對比圖；
圖3為加入增效劑後脫硫效率的變化圖；
圖4a為CaCO3微顆粒形狀電鏡圖；
圖4b為CaCO3表面固液界面電鏡圖；
圖5為圖4a加入增效劑後的效果圖。
[具體實施方式]
本發明提供了一種煙氣溼法脫硫增效劑，其成分：脫硫效率催化劑是由美國進口的相似族類組成的相關催化劑、高分子羥基鹽類物質和活性劑組成的複雜混合物。性狀：液體、無可見雜質、一定粘度性。技術指標:色澤:(pt-co)≤55，酸值:KOHmg/g≤0.14，密度:(P20℃)0.9620—0.968，水份:ppm≤1000，閃點：150～175℃，折光率：1.434(25℃)。該組合煙氣溼法脫硫增效劑各組成成分及其質量百分比為：己酸70～86％、硫酸鎂3～11％、碳酸鈉2～24％、硫酸銅1～8％、氯化錳1～8％、聚有機矽氧烷1～4％。使用方法包括如下步驟：常溫常壓下，在石灰石漿液中加入該煙氣溼法脫硫增效劑，所述煙氣溼法脫硫增效劑的加入量為300～800mg/L。
下面結合具體實施例對本發明作以下進一步說明：
實施例1
該組合煙氣溼法脫硫增效劑各組成成分及其質量百分比為：己酸72％、硫酸鎂6％、碳酸鈉10％、硫酸銅5％、氯化錳5％、聚有機矽氧烷2％。
實施例2
該組合煙氣溼法脫硫增效劑各組成成分及其質量百分比為：己酸70％、硫酸鎂3％、碳酸鈉24％、硫酸銅1％、氯化錳1％、聚有機矽氧烷1％。
實施例3
該組合煙氣溼法脫硫增效劑各組成成分及其質量百分比為：己酸78％、硫酸鎂11％、碳酸鈉2％、硫酸銅3％、氯化錳3％、聚有機矽氧烷3％。
實施例4
該組合煙氣溼法脫硫增效劑各組成成分及其質量百分比為：己酸75％、硫酸鎂4％、碳酸鈉4％、硫酸銅8％、氯化錳8％、聚有機矽氧烷1％。
實施例5
該組合煙氣溼法脫硫增效劑各組成成分及其質量百分比為：己酸86％、硫酸鎂4％、碳酸鈉3％、硫酸銅1.5％、氯化錳1.5％、聚有機矽氧烷4％。
本發明所述的增效劑能夠提高石灰石漿液pH值緩衝能力，該吸收劑理想的pH值一般為5.4-5.7之間。具體表現為：(1)增效劑溶液的緩衝作用可以提供緩衝離子對，使二氧化硫的溶解能力增強，在水溶液中的溶解量增加；(2)增效劑的加入可使石灰石在水溶液中的溶解度增加，較長時間內保持溶液的pH值處於一定的範圍內；(3)增強石灰石反應率，但是對投加方式、投加量及監控要求較高，會出現隨著使用時間延長pH波動變大，效率下降的問題。
本發明增效劑提高了三相因子傳質作用及石灰石活性，具體表現在：(1)增效劑加入增強水溶液與碳酸鈣固體顆粒的親和力，促進碳酸鈣的溶解速率，減小石灰石漿液的表面張力，減小了二氧化硫進入液相的阻力，促進二氧化硫氣體的吸收；(2)脫硫塔氣液兩相界面的泡沫能夠影響脫硫效率，增效劑加入後泡沫層適當，並且泡沫極易破碎，可提高脫硫效率，這是因為，適當的泡沫存在增加了吸收界面的面積；(3)增效劑加入後石灰石溶解速度很快，1h內溶解已基本完成，不加時，石灰石的溶解完全需要3h左右；當pH＝5.5，增效劑最大可使石灰石溶解率提高20％左右。
本發明增效劑對亞硫酸鈣催化氧化影響：(1)增效劑加速了二氧化硫和碳酸鈣溶解，致使氧化滯後；(2)增效劑中含有高分子羥基芳香酸組分，該物質對脫硫過程有很好的催化氧化作用，可彌補氧化質量不足的問題。此外，本發明增效劑對脫硫塔內結垢的影響為：石灰石顆粒反應後生成的CaSO3和CaSO4會附著在石灰石顆粒的表面，而且反應堆積越多，阻礙反應的進一步進行CaSO3和CaSO4會在設備表面以晶體形態析出，堵塞脫硫設備，形成結垢，嚴重時可能導致設備停運，增效劑配方歧化作用，保持吸收產物的物理流動性，阻止結垢的產生。
本發明增效劑石灰石-石膏溼法煙氣脫硫系統中主要涉及以下三個過程：石灰石溶解、二氧化硫吸收、亞硫酸鹽氧化為硫酸鹽。其中，
(1)涉及到主要化學反應式：
(2)添加本產品對溼法脫硫(wet FGD)強化效果示意圖，如附圖1所示。
(3)不加增效劑和加入增效劑後脫硫效果，如附圖2和附圖3所示。
(4)作用電鏡圖：附圖4a為CaCO3顆粒圖，附圖4b為CaCO3表面固液界面圖；附圖5為加入增效劑後的效果圖。
由此可見，本發明增效劑能夠提高石灰石活性，加速SO2氣液遷移速度，提高CaCO3到CaSO4轉化速度，進而提高CaCO3利用率，減少石灰石用量。
本發明並不受上述實施方式的限制，其他的任何未背離本發明的精神實質與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應為等效的置換方式，都包含在本發明的保護範圍之內。