CN103521062B

CN103521062B - 一种脱硫增效剂

Info

Publication number: CN103521062B
Application number: CN201210232907.1A
Authority: CN
Inventors: 聂冰晶; 刘超莲
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2012-07-06
Filing date: 2012-07-06
Publication date: 2015-11-25
Anticipated expiration: 2032-07-06
Also published as: CN103521062A

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

一种脱硫增效剂

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‰。

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‰。

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‰。

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。

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。

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。

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。

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

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％。