石灰石-石膏溼法煙氣脫硫複合增效劑的製作方法
2023-05-27 01:12:21
專利名稱：石灰石-石膏溼法煙氣脫硫複合增效劑的製作方法
技術領域：
本發明屬於火力發電廠煙氣脫硫工程技術應用領域，具體涉及一種適用於所有石灰石-石膏溼法煙氣脫硫裝置的複合增效劑。
背景技術：
石灰石-石膏溼法煙氣脫硫工藝因其技術成熟、脫硫效率高，吸收劑來源豐富，價格低廉，副產品可利用等特點而被廣泛採用，成為目前燃煤電廠煙氣脫硫應用最廣泛的方法。但目前我國火力發電廠石灰石-石膏溼法煙氣脫硫裝置的運行普遍存在能耗和運行成本高、對煤種硫份的適應能力差、吸收塔後續設備堵塞結垢現象嚴重，設備磨損嚴重等問題，隨著我國煤炭市場的不穩定性，眾多電廠長期燃用超出設計硫份的燃煤，導致脫硫系統無法正常運行，隨著越來越嚴格的環保排放標準的實施，很多脫硫裝置被迫進行現有裝置的增容改造工作。脫硫裝置的增容改造動輒耗資數千萬，脫硫停運進行改造的施工周期一般在3 4個月，給電廠帶來了前所未有的經濟及環保壓力。若能在不對原有脫硫設備進行增容改造的前提下，應用脫硫增效劑來滿足脫硫系統的設計脫硫效率是目前脫硫行業的研究方向。
發明內容
本發明的目的在於提供一種在不對原有脫硫設備進行增容改造的前提下，能夠達到滿意的節能指標和減排量的石灰石-石膏溼法煙氣脫硫複合增效劑。為達到上述目的，本發明的增效劑按質量百分比包括40% -50%的有機酸增效劑，25% -35%的有機鹽增效劑，15% -20%的高效活化劑，5 10%的氧化催化劑和的示蹤劑。本發明的有機酸增效劑為苯甲酸、丁二酸、己二酸、檸檬酸中的一種或幾種；有機鹽增效劑為丁二酸鈉、甲酸鈉、苯甲酸鈉中的一種或兩種；高效活性劑為甲醯胺、聚乙二醇中的一種或兩種；氧化催化劑為三氯化鐵、硫酸錳、氧化釩中的一種或兩種；示蹤劑為溴化鈉、溴化鉀中的一種或兩種。本發明在石灰石-石膏溼法脫硫工藝的反應機理上對提高脫硫反應速度從而縮短達到設計脫硫效率煙氣與漿液的接觸時間，可以將石灰石的半消溶時間縮短40%以上， 大大加速石灰石的溶解速度，從而大幅提高石灰石的活性。該增效劑能加速石灰石溶解、顯著提高石灰石活性、提高氧化空氣的利用效率、提高脫硫石膏品質、降低系統的Ca/S比從而提高石灰石的利用效率、防止設備結垢和堵塞、減輕磨損、緩衝漿液PH值波動，使其能適應超出設計硫份約20% 30%的煤種，降低系統能量損耗，給電廠帶來良好的經濟和社會效益。
具體實施例方式實施例1 本實施例的複合增效劑按質量百分比包括40%的有機酸增效劑苯甲
3酸，35 %的有機鹽增效劑丁二酸鈉，15 %的高效活化劑甲醯胺，9 %的氧化催化劑三氯化鐵和的示蹤劑溴化鈉。實施例2 本實施例的複合增效劑按質量百分比包括50%的有機酸增效劑丁二酸，25 %的有機鹽增效劑甲酸鈉，17%的高效活化劑聚乙二醇，7%的氧化催化劑硫酸錳和
的示蹤劑溴化鉀。實施例3 本實施例的複合增效劑按質量百分比包括41%的有機酸增效劑苯己二酸，觀％的有機鹽增效劑苯甲酸鈉，20%的高效活化劑甲醯胺和聚乙二醇的混合物，10%的氧化催化劑氧化釩和1%的示蹤劑溴化鈉和溴化鉀的混合物。實施例4 本實施例的複合增效劑按質量百分比包括46%的有機酸增效劑苯甲酸和己二酸的混合物，30 %的有機鹽增效劑丁二酸鈉和甲酸鈉的混合物，18 %的高效活化劑甲醯胺，5 %的氧化催化劑三氯化鐵和硫酸錳的混合物和1 %的示蹤劑溴化鈉。實施例5 本實施例的複合增效劑按質量百分比包括43%的有機酸增效劑丁二酸和檸檬酸的混合物，32 %的有機鹽增效劑甲酸鈉與苯甲酸鈉的混合物，16 %的高效活化劑甲醯胺和聚乙二醇的混合物，8%的氧化催化劑氧化釩和1 %的示蹤劑溴化鈉和溴化鉀的混合物。實施例6 本實施例的複合增效劑按質量百分比包括48%的有機酸增效劑檸檬酸，沈％的有機鹽增效劑苯甲酸鈉，19 %的高效活化劑甲醯胺，6 %的氧化催化劑三氯化鐵和的示蹤劑溴化鈉。本發明的複合多元酸及有機鹽在吸收塔漿液環境中提供緩衝對，加快氣膜和液膜之間的傳質過程，提高反應速度；氧化催化劑提高氧化空氣中氧氣的利用效率，促進氧化反應；高效活化劑改變固液界面溼潤性，降低固相和液相之間的液膜阻力，提高界面傳質效率；示蹤劑用於跟蹤監測吸收塔漿液中脫硫增效劑的濃度；本發明其一性能是節能降耗型脫硫複合增效劑，主要應用於燃煤硫份在設計硫份以內的脫硫裝置，使用本發明脫硫增效劑可以降低漿液循環強度三分之一到二分之一，降低系統的液氣比，降低吸收塔部分的阻力，從而顯著降低脫硫系統能耗，提高石灰石的利用效率、提高脫硫石膏的品質，從而降低系統的Ca/S比，並降低煙氣帶出的吸收塔漿液液滴對後級設備的結垢堵塞。其二性能是增強型脫硫複合增效劑，主要應用於燃煤硫份在超出設計硫份約 20% 30%的脫硫裝置，使用本發明的脫硫增效劑可以顯著提高氧化空氣的利用效率從而滿足脫硫系統正常運行，能夠將氧化空氣利用率提高約50% 60%，在原有氧化系統不改造的基礎上可以滿足燃煤硫份超出設計值20 30%時的氧化效果，達到環保要求的脫硫效率及Sh的排放濃度；但此要達到預期效果的前提是吸收塔漿液的PH值和吸收塔漿液密度必須控制在正常的運行範圍之內，在超出設計硫份約20% 30%的工況下，脫硫裝置原有的供漿和脫水系統將無法保證吸收塔漿液的正常運行水平，需要對供漿和石膏排出系統進行必要的增容改造，這部分的改造工作改動工程量及改造費用均較小，且可以在不影響脫硫裝置正常運行的情況下進行，具有很強的操作性。本發明顯著提高了現有脫硫裝置對煤種硫份的適應能力。可以降低脫硫廠用電率 0. 15% 0. 25%，每小時節電約1000 1800kW，大幅度降低了脫硫的運行成本，並顯著提高了脫硫裝置的投運率和可利用率。
本發明的脫硫增效劑可在漿液循環迴路的任意位置加入，根據電廠實際情況提出具體方案。首次加入系統從吸收塔地坑通過地坑泵的直接打入吸收塔內；後期補充投加時應直接加入石灰石漿液箱內，一般維持石灰石漿液中的增效劑濃度為600 800ppm即可，也可在地坑中添加，但這樣會增加增效劑的損耗。一般首次加入量為500 lOOOppm，由於各廠脫硫系統各不相同，燃用煤種硫份含量不同，添加量需根據實際情況進行相應的調整。後續添加量僅考慮出石膏帶水、脫硫廢水排放、煙氣攜帶水等步驟的損失和自身的衰減情況作酌量補充。使用脫硫增效劑前需要將吸收塔漿液品質調整到正常的範圍，吸收塔漿液pH值控制在5. 2 5. 8之間，吸收塔漿液密度控制在1100 1160kg/m3之間，因使用脫硫增效劑可以適應超出設計濃度約20% 30%，因此為了保持吸收塔漿液pH值和密度能夠維持在正常的運行範圍內，需要對吸收塔供漿和石膏排出系統進行適當的改造以滿足吸收塔漿液PH值和吸收塔漿液密度的正常運行需要。因脫硫增效劑會因石膏外帶水、脫硫廢水以及煙氣攜帶等環節而有一定量的損耗，需要根據脫硫裝置的運行情況定期補充一定量的脫硫增效劑。若脫硫系統運行中出現以下情況(1)在建立起脫硫增效劑的本底濃度後未按照要求每天連續按量補充脫硫增效劑；(2)有拋漿情況發生，無法確定拋漿量的多少時；(3)脫硫廢水大量外排時；(4)脫硫系統濾液水公用且無法區分時；在脫硫系統的運行中出現上述情況，則需要採用脫硫增效劑中示蹤劑的分析方法對吸收塔漿液中的增效劑濃度進行分析測試，根據測試數據核算應補充的脫硫增效劑數量。因脫硫吸收塔漿液成分複雜且含有眾多的重金屬，這對測試脫硫增效劑均有不同程度的影響。本發明在脫硫增效劑的測試方面進行了廣泛的研究。在脫硫增效劑中加入定量的示蹤劑，通過分析示蹤劑的濃度可以折算出吸收塔漿液中的脫硫增效劑濃度，根據測試濃度計算出脫硫增效劑的日補充量。
權利要求
1.一種石灰石-石膏溼法煙氣脫硫複合增效劑，其特徵在於按質量百分比包括 40% -50%的有機酸增效劑，25% -35%的有機鹽增效劑，15% -20 %的高效活化劑，5 10 %的氧化催化劑和1 %的示蹤劑。
2.根據權利要求1所述的石灰石-石膏溼法煙氣脫硫複合增效劑，其特徵在於所述的有機酸增效劑為苯甲酸、丁二酸、己二酸、檸檬酸中的一種或幾種。
3.根據權利要求1所述的石灰石-石膏溼法煙氣脫硫複合增效劑，其特徵在於所述的有機鹽增效劑為丁二酸鈉、甲酸鈉、苯甲酸鈉中的一種或兩種。
4.根據權利要求1所述的石灰石-石膏溼法煙氣脫硫複合增效劑，其特徵在於所述的高效活性劑為甲醯胺、聚乙二醇中的一種或兩種。
5.根據權利要求1所述的石灰石-石膏溼法煙氣脫硫複合增效劑，其特徵在於所述的氧化催化劑為三氯化鐵、硫酸錳、氧化釩中的一種或兩種。
6.根據權利要求1所述的石灰石-石膏溼法煙氣脫硫複合增效劑，其特徵在於所述的示蹤劑為溴化鈉、溴化鉀中的一種或兩種。
全文摘要
一種石灰石-石膏溼法煙氣脫硫複合增效劑，按質量百分比包括40％-50％的有機酸增效劑，25％-35％的有機鹽增效劑，15％-20％的高效活化劑，5～10％的氧化催化劑和1％的示蹤劑。本發明將石灰石的半消溶時間縮短40％以上，大大加速石灰石的溶解速度，從而大幅提高石灰石的活性。在設計硫份工況下可以降低漿液循環強度三分之一到二分之一，降低系統的液氣比，降低系統阻力，顯著降低脫硫系統能耗，提高石灰石和氧化空氣的利用率，降低了對後級設備的結垢和堵塞作用。對於燃煤硫份超出設計值的情況，可以將氧化空氣利用率提高約50％～60％，在原有氧化系統不改造的基礎上可以滿足燃煤硫份超出設計值20～30％時的氧化效果，滿足脫硫效率及淨煙氣SO2排放濃度的要求。
文檔編號B01D53/50GK102380301SQ20111023184
公開日2012年3月21日 申請日期2011年8月15日 優先權日2011年8月15日
發明者丹慧傑, 何育東, 李興華, 潘棟, 牛擁軍, 賈西部, 趙彩虹, 陶明, 雷鳴 申請人:西安熱工研究院有限公司