CN103521062B - 一种脱硫增效剂 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种湿法烟气脱硫增效剂,所述脱硫增效剂的组分及各组分的重量百分比为:己二酸:20~70%;DBA:10~40%;硫酸钙:1~5%;硫酸镁:2~7%;硫酸锰:1~5%;硫酸铜:1~5%;氢氧化镁:5~10%;氧化钙:5~10%。本发明提供的湿法烟气脱硫增效剂,属于复合型脱硫增效剂,在不进行脱硫系统增容改造的前提下可提高脱硫系统的脱硫效率,脱硫效率达93%以上;且本发明提供的脱硫增效剂配方原料简单易得,成本低,用量少,石灰石利用率高。
Description
技术领域
本发明涉及一种湿法脱硫工艺,特别涉及一种石灰石-石膏湿法烟气脱硫增效剂。
背景技术
传统湿法脱硫工艺中,主要采用石灰石-石膏脱硫工艺,其工作原理是利用石灰石作为吸收剂,吸收烟气中的SO2,生成亚硫酸钙,亚硫酸钙在吸收塔内被鼓入的空气中的氧气强制氧化成硫酸钙,即石膏。传统的石灰石-石膏脱硫方法中,作为吸收剂的石灰石成本低,且脱硫副产品可综合利用,因此该脱硫方法应用较广。
目前可用于石灰石-石膏湿法脱硫工艺的的增效剂主要有无机增效剂、有机增效剂和复合型增效剂,无机脱硫增效剂的优点是反应速度快,能迅速提高脱硫效率,缺点是持续时间短,为消耗性增效剂;有机脱硫增效剂的优点是作用持续时间长,不直接消耗增效剂,用量少,缺点是起效时间较慢,一般为1~2小时;复合型增效剂虽然克服了无机增效剂和有机增效剂的缺点,但是配方复杂,价格昂贵,用量大。
发明内容
本发明的目的在于克服以上缺点,提供一种能提高烟气脱硫效率,配方简单、成本低、用量少的湿法烟气脱硫增效剂。
本发明的技术方案是:
一种湿法烟气脱硫增效剂,所述脱硫增效剂的组分及各组分的重量百分比为:己二酸:20~70%;DBA:10~40%;硫酸钙:1~5%;硫酸镁:2~7%;硫酸锰:1~5%;硫酸铜:1~5%;氢氧化镁:5~10%;氧化钙:5~10%。
进一步地,所述脱硫增效剂的组分及各组分的重量百分比为:己二酸:30~70%;DBA:15~40%;硫酸钙:2~5%;硫酸镁:3~7%;硫酸锰:2~5%;硫酸铜:2~5%;氢氧化镁:7~10%;氧化钙:7~10%。
更进一步地,所述脱硫增效剂的组分及各组分的重量百分比为:己二酸:30~60%;DBA:15~35%;硫酸钙:2~4%;硫酸镁:3~5%;硫酸锰:2~4%;硫酸铜:2~4%;氢氧化镁:7~9%;氧化钙:7~9%。
本发明提供的脱硫增效剂,具有如下优点:
1、脱硫效率高。本发明提供的湿法烟气脱硫增效剂,属于复合型脱硫增效剂,将有机化合物与无机化合物混合,提高吸收剂石灰石的脱硫效率。本发明提供的脱硫增效剂中,无机化合物可以改变脱硫塔浆液的离子平衡,强化脱硫过程,同时金属离子对脱硫反应有催化作用,例如:
MgSO4→Mg2++SO4 2-
SO4 2-+Ca2+→CaSO4
CaCO3→Ca2++CO3 2-
Mg2++SO3 2-→MgSO3
MgSO3+O2→MgSO4
MgSO4的溶解度大于碳酸钙,MgSO4的加入,使得脱硫浆液中的硫酸根离子浓度增大,硫酸根离子与钙离子结合成硫酸钙沉淀,从而促进石灰石的溶解,提高脱硫效率。硫酸镁起催化作用,调节浆液中离子平衡,促进碳酸钙的溶解;
无机化合物中的硫酸锰和硫酸铜作为催化剂,提高氧化空气的利用效率,促进反应中亚硫酸钙的氧化;硫酸钙能提供结晶晶种,促进浆液中硫酸钙的结晶,提高脱水效率。碱性物质氢氧化镁与氧化钙能调节脱硫浆液的pH值,使之处在最佳运行工况。
本发明提供的脱硫增效剂中,己二酸为有机二元酸,DBA为酸酯,在微酸性溶液中能分解生成有机多元酸与醇类物质,可缓冲脱硫塔浆液的pH值,使pH处在最佳工况条件,促进碳酸钙的溶解及SO2的吸收,提高吸收剂石灰石的利用率和SO2的脱除率。
在气相表面和液膜中,溶解的SO2与水反应离解出H+,液膜和液相主体边界,R(COO-)与H+反应生成R(COOH),使得H+被传递到液相主体,液膜中H+浓度降低会促进SO2的溶解,同时缓冲pH值下降速度;在固相表面和液膜中,溶解的CO3 2-与离解的H+反应生成HCO3 -,液相主体中,H+与HCO3 -反应生成CO2和H2O,液相主体HCO3 -浓度的降低,从而促进了碳酸钙的溶解,保证脱硫系统稳定、高效运行,提高脱硫效率。化学反应方程式如下:
有机羧酸电离生成H+
R(COOH)n→R(COOH)(n-1)(COO-)+H+→C4H8(COO-)(n-2)+2H+…
烟气SO2溶解水合电离生成H+
SO2+H2O→H2SO3
H2SO3→H++HSO3 -→2H++SO3 -
H+重新与有机酸盐结合
C4H8(COO-)2+2H+→C4H8(COOH)2
碳酸钙的溶解
CaCO3→Ca2++CO3 2-
CO3 2-+2H+→HCO3 -+H+→CO2+H2O
使用本发明提供的湿法脱硫增效剂,在不进行脱硫系统增容改造的前提下提高脱硫系统的脱硫效率,在吸收塔入口SO2浓度超出设计值40%时,吸收塔出口的SO2浓度能实现达标排放,脱硫效率达93%以上。
2、增效剂添加量少,成本低。脱硫增效剂选用常见的几种有机物和无机物组合使用,配方简单,经测试,脱硫增效剂初次使用量为吸收塔浆液重量的0.4~0.7‰,以后的加入量根据SO2浓度计增效剂损耗量计算补充,用量少,脱硫增效剂成本低;且石灰石的利用率高,在使用过程中可大大降低石灰石的使用量,脱硫剂的使用成本低。
具体实施方式:
以下结合实施例对本发明技术方案做进一步详细的描述,但本发明的实施方式不限于此。
将本发明提供的湿法烟气脱硫增效剂应用到600MW电站锅炉配套的石灰石-石膏湿法烟气脱硫系统上,该脱硫系统的设计入口烟气SO2浓度为2000mg/Nm3,经试验,实施例如下:
实施例1:
脱硫增效剂的组分及各组分的重量百分比为:
(总重量为100kg)
组分 | DBA | 己二酸 | 硫酸钙 | 硫酸镁 | 硫酸铜 | 硫酸锰 | 氧化钙 | 氢氧化镁 |
重量(kg) | 10 | 70 | 1 | 2 | 4 | 4 | 5 | 5 |
脱硫增效剂的使用方法如下:
a、将上述原料按比例复配后成成品。
b、将上述脱硫增效剂加入到吸收塔内,初始加入量为石灰石浆液重量的0.6‰。
c、脱硫系统运行一段时间后,根据增效剂损耗情况进行补充。
将上述脱硫增效剂应用到入口烟气SO2浓度设计值为2000mg/Nm3的脱硫系统中,脱硫系统入口烟气SO2的浓度实际值为2800mg/Nm3时,出口烟气中SO2的浓度为100mg/Nm3,液气比为10.0,钙硫比为1.01,脱硫效率为96.4%。
实施例2:
脱硫增效剂的组分及各组分的重量百分比为:
(总重量为100kg)
组分 | DBA | 己二酸 | 硫酸钙 | 硫酸镁 | 硫酸铜 | 硫酸锰 | 氧化钙 | 氢氧化镁 |
重量(kg) | 20 | 55 | 2 | 3 | 2 | 2 | 10 | 6 |
脱硫增效剂的使用方法如下:
a、将上述原料按比例复配后成成品。
b、将上述脱硫增效剂加入到吸收塔内,初始加入量为石灰石浆液重量的0.5‰。
c、脱硫系统运行一段时间后,根据增效剂损耗情况进行补充。
将上述脱硫增效剂应用到入口烟气SO2浓度设计值为2000mg/Nm3的脱硫系统中,脱硫系统入口烟气SO2的浓度实际值为3000mg/Nm3时,出口烟气中SO2的浓度为130mg/Nm3,液气比为10.0,钙硫比为1.01,脱硫效率为95.6%。
实施例3:
脱硫增效剂的组分及各组分的重量百分比为:
(总重量为100kg)
组分 | DBA | 己二酸 | 硫酸钙 | 硫酸镁 | 硫酸铜 | 硫酸锰 | 氧化钙 | 氢氧化镁 |
重量(kg) | 30 | 50 | 3 | 5 | 1 | 1 | 5 | 5 |
脱硫增效剂的使用方法如下:
a、将上述原料按比例复配后成成品。
b、将上述脱硫增效剂加入到吸收塔内,初始加入量为石灰石浆液重量的0.4‰。
c、脱硫系统运行一段时间后,根据增效剂损耗情况进行补充。
将上述脱硫增效剂应用到入口烟气SO2浓度设计值为2000mg/Nm3的脱硫系统中,脱硫系统入口烟气SO2的浓度实际值为2800mg/Nm3时,出口烟气中SO2的浓度为130mg/Nm3,液气比为10.0,钙硫比为1.01,脱硫效率为95.3%。
实施例4:
脱硫增效剂的组分及各组分的重量百分比为:
(总重量为100kg)
组分 | DBA | 己二酸 | 硫酸钙 | 硫酸镁 | 硫酸铜 | 硫酸锰 | 氧化钙 | 氢氧化镁 |
重量(kg) | 40 | 40 | 4 | 3 | 1 | 1 | 6 | 5 |
脱硫增效剂的使用方法如下:
a、将上述原料按比例复配后成成品。
b、将上述脱硫增效剂加入到吸收塔内,初始加入量为石灰石浆液重量的0.7‰。
c、脱硫系统运行一段时间后,根据增效剂损耗情况进行补充。
将上述脱硫增效剂应用到入口烟气SO2浓度设计值为2000mg/Nm3的脱硫系统中,脱硫系统入口烟气SO2的浓度实际值为3300mg/Nm3时,出口烟气中SO2的浓度为200mg/Nm3,液气比为10.0,钙硫比为1.01,脱硫效率为93.9%。
实施例5:
脱硫增效剂的组分及各组分的重量百分比为:
(总重量为100kg)
组分 | DBA | 己二酸 | 硫酸钙 | 硫酸镁 | 硫酸铜 | 硫酸锰 | 氧化钙 | 氢氧化镁 |
重量(kg) | 24 | 45 | 3 | 2 | 4 | 4 | 10 | 8 |
脱硫增效剂的使用方法如下:
a、将上述原料按比例复配后成成品。
b、将上述脱硫增效剂加入到吸收塔内,初始加入量为石灰石浆液重量的0.7‰。
c、脱硫系统运行一段时间后,根据增效剂损耗情况进行补充。
将上述脱硫增效剂应用到入口烟气SO2浓度设计值为2000mg/Nm3的脱硫系统中,脱硫系统入口烟气SO2的浓度实际值为3100mg/Nm3时,出口烟气中SO2的浓度为160mg/Nm3,液气比为10.0,钙硫比为1.01,脱硫效率为94.8%。
实施例6:
脱硫增效剂的组分及各组分的重量百分比为:
(总重量为100kg)
组分 | DBA | 己二酸 | 硫酸钙 | 硫酸镁 | 硫酸铜 | 硫酸锰 | 氧化钙 | 氢氧化镁 |
重量(kg) | 34 | 35 | 1 | 2 | 5 | 5 | 8 | 10 |
脱硫增效剂的使用方法如下:
a、将上述原料按比例复配后成成品。
b、将上述脱硫增效剂加入到吸收塔内,初始加入量为石灰石浆液重量的0.7‰。
c、脱硫系统运行一段时间后,根据增效剂损耗情况进行补充。
将上述脱硫增效剂应用到入口烟气SO2浓度设计值为2000mg/Nm3的脱硫系统中,脱硫系统入口烟气SO2的浓度实际值为2900mg/Nm3时,出口烟气中SO2的浓度为90mg/Nm3,液气比为10.0,钙硫比为1.01,脱硫效率为96.9%。
实施例7:
脱硫增效剂的组分及各组分的重量百分比为:
(总重量为100kg)
组分 | DBA | 己二酸 | 硫酸钙 | 硫酸镁 | 硫酸铜 | 硫酸锰 | 氧化钙 | 氢氧化镁 |
重量(kg) | 40 | 20 | 5 | 7 | 3 | 5 | 10 | 10 |
脱硫增效剂的使用方法如下:
a、将上述原料按比例复配后成成品。
b、将上述脱硫增效剂加入到吸收塔内,初始加入量为石灰石浆液重量的0.5‰。
c、脱硫系统运行一段时间后,根据增效剂损耗情况进行补充。
将上述脱硫增效剂应用到入口烟气SO2浓度设计值为2000mg/Nm3的脱硫系统中,脱硫系统入口烟气SO2的浓度实际值为2900mg/Nm3时,出口烟气中SO2的浓度为120mg/Nm3,液气比为10.0,钙硫比为1.01,脱硫效率为95.9%。
实施例8:
脱硫增效剂的组分及各组分的重量百分比为:
(总重量为100kg)
组分 | DBA | 己二酸 | 硫酸钙 | 硫酸镁 | 硫酸铜 | 硫酸锰 | 氧化钙 | 氢氧化镁 |
重量(kg) | 35 | 30 | 5 | 6 | 4 | 4 | 9 | 7 |
脱硫增效剂的使用方法如下:
a、将上述原料按比例复配后成成品。
b、将上述脱硫增效剂加入到吸收塔内,初始加入量为石灰石浆液重量的0.6‰。
c、脱硫系统运行一段时间后,根据增效剂损耗情况进行补充。
将上述脱硫增效剂应用到入口烟气SO2浓度设计值为2000mg/Nm3的脱硫系统中,脱硫系统入口烟气SO2的浓度实际值为2800mg/Nm3时,出口烟气中SO2的浓度为90mg/Nm3,液气比为10.0,钙硫比为1.01,脱硫效率为93.4%。
Claims (3)
1.一种湿法烟气脱硫增效剂,其特征在于,所述脱硫增效剂的组分及各组分的重量百分比为:己二酸:20~70%;DBA:10~40%;硫酸钙:1~5%;硫酸镁:2~7%;硫酸锰:1~5%;硫酸铜:1~5%;氢氧化镁:5~10%;氧化钙:5~10%。
2.根据权利要求1所述的湿法烟气脱硫增效剂,其特征在于,所述脱硫增效剂的组分及各组分的重量百分比为:己二酸:30~70%;DBA:15~40%;硫酸钙:2~5%;硫酸镁:3~7%;硫酸锰:2~5%;硫酸铜:2~5%;氢氧化镁:7~10%;氧化钙:7~10%。
3.根据权利要求2所述的湿法烟气脱硫增效剂,其特征在于,所述脱硫增效剂的组分及各组分的重量百分比为:己二酸:30~60%;DBA:15~35%;硫酸钙:2~4%;硫酸镁:3~5%;硫酸锰:2~4%;硫酸铜:2~4%;氢氧化镁:7~9%;氧化钙:7~9%。
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