本发明属于湿法烟气脱硫,尤其涉及提供一种增加效率、促进结晶、利于脱水,提升总体脱硫效果的湿法烟气脱硫添加剂。
背景技术:
1、湿法脱硫是当前世界上主要的脱硫方式之一,是降低二氧化硫排放量,保护大气环境质量的主要手段,是目前及未来相当长时间内我国环境保护的重要课题。国内电厂烟气脱硫最常用的方法是“石灰石-石膏”湿法燃煤锅炉烟气脱硫(fgd)工艺,由于其单位时间烟气处理量大且无二次污染、工艺成熟、脱硫剂来源丰富且价格较低,已成为我国燃煤电厂的首选脱硫工艺,我国燃煤电厂90%以上的脱硫系统采用“石灰石-石膏”。湿法燃煤锅炉烟气脱硫(fgd)工艺脱硫添加剂的研究自20世纪70年代开始,经过五十年的蓬勃发展,已经成为当前重要的脱硫运行辅助技术。加入脱硫添加剂有利于增强液相传质,提高脱硫效率及石灰石利用率,防止脱硫系统结垢,抑制缓冲反应池中ph波动。
2、《燃煤电厂大气污染物排放标准》(db33/2147-2018)自2018年11月1日实施,火电厂so2的排放标准随即提高。为了能够达到新的排放标准,一般都采用两种方式来使脱硫系统满足要求。其一,对现有脱硫系统进行扩容改造;其二,对使用脱硫添加剂辅助环保运行。
3、对于脱硫系统的扩容改造的方案,虽然能在一定程度上减少so2的排放,但改造费用昂贵,同时,单纯的石灰石/石膏湿法烟气脱硫工艺运行过程中存在系统结垢腐蚀、堵塞、浆液外溢等问题,不仅对石膏的质量有较大影响,不能满足电厂节能降耗的目标,而且后期会增加较高的运行费用,造成电厂经营负担。
4、部分电厂经过脱硫改造后,炉后空间挤压严重,吸收塔脱硫余量趋近饱和,叠加真空皮带机配置不合理且无法更换等因素,使得石膏浆液脱水容量不足。当前,亟需一种脱硫添加剂,提高脱硫效率的同时,增大系统结晶颗粒,从而提高脱水效率。
5、有鉴于此,需要发明一种增加效率、促进结晶、利于脱水,提升总体脱硫效果的湿法烟气脱硫添加剂。
技术实现思路
1、针对现有技术存在的上述技术问题,本发明目的在于提供一种增加效率、促进结晶、利于脱水,提升总体脱硫效果的湿法烟气脱硫添加剂。
2、本发明为解决上述技术问题,采用的发明构思是:
3、提高脱硫速率方面:适当降低气液接触区浆液稳态氢离子浓度。在气液接触区,浆液稳态氢离子浓度,由气态二氧化硫进入溶液产生氢离子的速率与固态碳酸钙进入溶液消耗氢离子的速率决定。随着氢离子浓度增加,溶液ph下降二氧化硫蒸汽平衡压增加,抑制二氧化硫进入浆液反应。因此,需要加入弱有机酸降低接触区氢离子浓度,控制二氧化硫蒸气压,加强二氧化硫溶解。
4、相关反应式为:。
5、优化结晶方面:适当减缓吸收塔氧化结晶区域结晶物氧化进程。通过抑制亚硫酸盐氧化,微观层面减少石膏晶粒生长过程中硫酸根含量,有助于促进结晶物形成较大颗粒,使得后期石膏结晶产物更容易脱除游离水。即在微观上亚硫酸钙晶体生长过程中,摆脱了硫酸根离子作用,有利于其形成较大颗粒,使得真空皮带机效率上升,脱水进程加快。
6、相关反应式为:。
7、减少结垢方面:适当减少氧化结晶过程硫酸根浓度。结垢一直是石灰石-石膏湿法脱硫的潜在问题,其成因主要是过量硫酸钙沉淀到气液接触区表面引起。结垢问题在实验室小型装置上更为明显。微观层面,氧化结晶过程中,硫酸根离子会使钙离子的溶解度提高,从而生成硫酸钙饱和固体沉淀造成结垢。硫酸钙结垢相较于亚硫酸钙软垢,更加难以去除,且硫酸钙含量在亚硫酸钙固溶体中增加,会使得沉淀加速,形成的结晶物晶粒直径小,质地细密。因此添加氧化抑制剂进入石膏浆液,可以降低自然氧化水平,减少晶体生长过程中硫酸根离子含量。
8、相关反应式为:。
9、本发明采用的技术方案是:
10、.一种增加效率、促进结晶、利于脱水,提升总体脱硫效果的湿法烟气脱硫添加剂,包括以下重量百分比的原料:15~20%的有机酸盐、15~25%的葡聚糖硫酸氢钠、4~10%的分散剂、7~12%的聚乙烯醇、15~18%有机酸、1~3%的阻垢剂、7~15%的硫代硫酸钠和8~14%的胶体硫单质。
11、进一步地,本发明的添加剂包括以下重量百分比的原料:18~20%的有机酸盐、22~23%的葡聚糖硫酸氢钠、9~10%的分散剂、10~11%的聚乙烯醇、16~17%有机酸、2.5~3%的阻垢剂、7~10%的硫代硫酸钠和9~12%的胶体硫单质。
12、进一步地,所述有机酸盐是草酸钠。
13、进一步地,所述分散剂是脂肪醇聚氧乙烯醚(3)磺基琥珀酸单酯二钠。
14、进一步地,所述有机酸是己二酸、甲酸或琥珀酸,优选为己二酸。
15、进一步地,所述阻垢剂是羧甲基纤维素钠。
16、本发明专利中,硫代硫酸钠及胶体硫的加入进一步减缓了氧化结晶区域氧化进程,在优化结晶、减少结垢方面具有良好作用。其在优化结晶方面的作用过程是能够在微观上延缓氧化进程,使亚硫酸钙粒子的结晶速率明显大于被氧化的速率,由此亚硫酸钙粒子优先结晶为大颗粒,大颗粒的亚硫酸钙在宏观上再被氧化为硫酸钙。
17、与现有技术相比,本发明取得的有益效果是:
18、(1)提高脱硫系统效率,提高系统稳定性;(2)控制结晶区域氧化性,促进吸收塔结晶效果,减少石膏排出液中游离水含量;(3)控制结晶区域氧化性,避免硫酸钙在气液接触面过量沉积,减少吸收塔结垢。
1.一种增效率、促结晶、助脱水的湿法烟气脱硫添加剂,其特征在于包括以下重量百分比的原料:15~20%的有机酸盐、15~25%的葡聚糖硫酸氢钠、4~10%的分散剂、7~12%的聚乙烯醇、15~18%有机酸、1~3%的阻垢剂、7~15%的硫代硫酸钠和8~14%的胶体硫单质。
2.如权利要求1所述的一种增效率、促结晶、助脱水的湿法烟气脱硫添加剂,其特征在于包括以下重量百分比的原料:18~20%的有机酸盐、22~23%的葡聚糖硫酸氢钠、9~10%的分散剂、10~11%的聚乙烯醇、16~17%有机酸、2.5~3%的阻垢剂、7~10%的硫代硫酸钠和9~12%的胶体硫单质。
3.如权利要求1或2所述的一种增效率、促结晶、助脱水的湿法烟气脱硫添加剂,其特征在于所述有机酸盐是草酸钠。
4.如权利要求1或2所述的一种增效率、促结晶、助脱水的湿法烟气脱硫添加剂,其特征在于所述分散剂是脂肪醇聚氧乙烯醚(3)磺基琥珀酸单酯二钠。
5.如权利要求1或2所述的一种增效率、促结晶、助脱水的湿法烟气脱硫添加剂,其特征在于所述有机酸是己二酸、甲酸或琥珀酸。
6.如权利要求5所述的一种增效率、促结晶、助脱水的湿法烟气脱硫添加剂,其特征在于所述有机酸是己二酸。
7.如权利要求1或2所述的一种增效率、促结晶、助脱水的湿法烟气脱硫添加剂,其特征在于所述阻垢剂是羧甲基纤维素钠。
