一种专用于湿法脱硫系统的阻垢剂的制作方法_3

文档序号:9626746阅读:来源:国知局
5之间时的变化比较平缓,在加入14mL硫酸溶液后,pH值降到5左右,同时出 现明显的拐点,只用了 2mL硫酸,就从5降到了 4以下。然后曲线逐渐趋于平缓。在石灰 石浆液中添加少量(5mg和IOmg)ZGSN以后,浆液pH值曲线变化走势相对略有缓和,但并不 明显,在大量加入ZGSN(30mg)以后,浆液pH值的变化变的缓和,在加入19mL硫酸溶液后, 才出现明显的拐点,仍然是用了 2mL硫酸使浆液的pH值由5下降到4。由此可以看出,添加 30mg甚至以上的ZGSN对石灰石浆液具有较好的缓冲效果,可以使其pH值在6. 5-5之间得 到缓冲。
[0070] I. L 3. 2 ZGSC对碳酸钙浆液pH值的缓冲效果。
[0071] 分别取用4g石灰石配制500mL石灰石饱和浆液于四个500mL的烧杯中,依次加入 Omg,5mg,IOmg和15mg配制好的ZGSC阻垢剂,溶解后将烧杯放入65°C水浴中,待恒温后,边 用多功能搅拌器搅拌边滴加〇. 5mol/L的硫酸溶液,同时用便携式pH计测试浆液的pH值的 变化,并每滴ImL记录下浆液相应的pH值,将所得数据绘制成曲线图,见图2。
[0072] 由图2可以明显看出,浆液pH值随着硫酸酸溶液的滴加而呈下降趋势,各条曲线 的变化基本上一样。添加 ZGSC以后,当浆液的pH下降到4. 5和3之间时,减缓了其下降的 速度,但是随着加药量的增加,缓冲效果没有明显的增加。而当PH值在4. 5-6之间时,添加 ZGSC对浆液pH的缓冲略有影响,但是效果较小。对于脱硫系统,需要将吸收塔浆液的pH值 控制在5-6之间,因此,ZGSC的添加对用于脱硫的石灰石浆液pH的缓冲效果不明显。
[0073] I. 1. 3. 3 ZGSJ对碳酸钙浆液pH值的缓冲效果。
[0074] 分别取用4g石灰石配制成500mL石灰石饱和浆液于四个500mL的烧杯中,依次加 入Omg,5mg,IOmg和30mg配制好的ZGSJ阻垢剂,溶解后将烧杯放入65°C水浴中,待恒温后, 边用多功能搅拌器搅拌边滴加〇. 5mol/L的硫酸溶液,同时用便携式pH计测试浆液的pH值 的变化,并每滴ImL记录下浆液相应的pH值,将所得数据绘制成曲线图,见图3。
[0075] 从图3中可以明显看出,添加 ZGSJ后,使浆液的pH值在4-6之间获得了良好的缓 冲,空白浆液的pH值降到4. 5以下只消耗了 16mL硫酸溶液,而添加8mgZGSJ后,浆液的pH 值下降到4. 5以下消耗了 21mL硫酸溶液。并且添加 ZGSJ以后,浆液pH值曲线下降的趋势 较空白曲线更为平缓,没有明显的突变点。从比较各条曲线变化走势可看出,在石灰石浆 液中添加 ZGSJ后,浆液的pH值在4-6之间获得了明显的缓冲,当ZGSJ的添加量为8mg时, 对石灰石浆液PH值的缓冲效应达到最佳。
[0076] 1. 2添加脱硫阻垢剂对垢量的影响。
[0077] I. 2. 1实验材料与药品。
[0078] 本实验选用的原料石灰石粉和阻垢剂与I. 1实验中的相同。
[0079] 本实验所使用的化学仪器有:
[0080] (1)电子分析天平,日本岛津公司生产,型号为AEL-160。
[0081] (2)多功能搅拌器,常州国华电器有限公司,型号为HJ-5。
[0082] (3)恒温水浴锅,常州中捷实验仪器制造有限公司生产,型号为HH-2。
[0083] (4)便携式pH计,梅特勒-托利多公司生产,型号为SG2。
[0084] (5)微量滴定仪,梅特勒-托利多公司生产,型号为SS-III。
[0085] (6)若干500mL玻璃烧杯,沈阳中亚玻璃仪器有限公司生产。
[0086] (7)麻石片,芝麻白花岗岩,产自锦州,具有耐酸碱腐蚀性。
[0087] (8)定量滤纸(Φ = 12. 5cm),杭州新华纸业有限公司生产,型号为202。
[0088] (9)耐酸尼龙绳。
[0089] (10)干燥箱,吴江市东远电热设备有限公司生产,型号为DY881-1。
[0090] 1. 2. 2实验方法。
[0091] 每次称取4g石灰石粉溶于500mL去离子水中,配制成石灰石饱和浆液,同时加入 不同量的三种配制好的脱硫阻垢剂,阻垢剂的添加浓度与1. 1实验中相同。待阻垢剂溶解 后,将烧杯放入65 °C水浴中。浆液恒温后,用尼龙绳将称好重量和测好表面积的的麻石片悬 挂在浆液中,边搅拌边用2mol/L的硫酸溶液滴定,至浆液pH为5. 5。加完硫酸溶液后,停止 搅拌,恒温4小时,然后从水浴锅中取出烧杯,静置冷却至室温,72小时后取出麻石,装入事 先称好重量的滤纸中,在温度设为105°C的烘箱中烘3小时,放至室温后称重,计算单位面 积的结垢量。改变添加剂的浓度,重复上述实验。
[0092] I. 2· 3实验结果与分析。
[0093] 1. 2. 3. 1添加 ZGSN对硫酸钙结垢量的影响。
[0094] 在石灰石浆液中添加不同量的ZGSN后,挂片在72h后所得的结晶体的量有很大改 变,实验结果见图4。
[0095] 从图4中可以明显地看出,添加阻垢剂ZGSN后的石灰石浆液中挂片上的结晶量虽 然由于ZGSN的加入量不同而略有变化,都是随着ZGSN的加入量的增加而挂片上的结晶量 减少,并且都远远低于空白石灰石浆液中挂片上的结晶量,当ZGSN的加入量为30mg时的石 灰石浆液中的挂片的结晶量最小,说明此加入量的ZGSN与石灰石浆液对硫酸钙的增溶效 果达到最好,硫酸钙的结晶量只有0. 48X 10 4g/cm2。其原因,可能是由于ZGSN能够很好的 对浆液中的钙离子发生吸附、络合、离子交换等作用,从而阻止了硫酸钙的结晶。
[0096] 1. 2. 3. 2添加 ZGSC对硫酸钙结垢量的影响。
[0097] 图5为在石灰石浆液中添加不同量的ZGSC后,挂片上72h后所得的结晶的量。
[0098] 从图5中可以看出,加入ZGSC以后挂片上硫酸钙的结晶量照比未加的空白样有 明显的降低,仅加入3mg阻垢剂ZGSC,挂片上的硫酸钙结晶量就由2. 47X 10 4g/cm2降低到 0. 27X 10 4g/cm2。但是随着ZGSC加入量的增加,挂片上硫酸钙的结晶量并没有明显的变化。 这可能是由于ZGSC能使硫酸钙晶格发生畸变,使硫酸钙晶体的排列顺序被破坏,从而抑制 和干扰了硫酸钙的结晶。
[0099] 1. 2. 3. 3添加 ZGSJ对硫酸钙结垢量的影响。
[0100] 在石灰石浆液中添加不同量的ZGSJ后,在72小时后所得的结晶体的重量结果见 图6。添加 Smg脱硫阻垢剂ZGSJ后麻石片上结晶情况与未添加阻垢剂麻石片上的结晶情况 可以进行对比。
[0101] 从图6中可明显地看出,在浆液中加阻垢剂ZGSJ时,使得麻石片上硫酸钙的平均 结晶量发生较大的变化。与空白样中麻石片上的平均结晶量相比较,加阻垢剂ZGSJ后,麻 石片上硫酸钙的结晶量明显降低,并且随着添加量的增加而减小,当ZGSJ的加入量增加到 8mg时,硫酸钙的结晶量已减少到0. 8X 10 4g/cm2。这可能是因为阻垢剂ZGSJ中所含的基 团能很好的与浆液中的金属离子Ca 2+生成稳定的水溶性络合物,使金属离子Ca 2+的浓度降 得很低,从而最终减少硫酸1丐的结晶量。
[0102] 1. 3阻垢剂筛选实验结论。
[0103] 综合实验结果以及添加成本等方面的因素,选择ZGSJ作为脱硫阻垢剂既有缓冲 石灰石浆液PH值的效果,又可以大幅度降低硫酸钙的结晶量,同时成本相对较低。因此, 本项目将选择ZGSJ作为脱硫阻垢剂添加到现场脱硫系统,添加浓度约为0. 2 % (阻垢剂 ZGSJ/石灰石粉)。
[0104] 2.脱硫阻垢剂的现场添加试验。
[0105] 2. 1电厂脱硫系统概况。
[0106] 阜新发电有限责任公司三期工程2X350MW机组(#3、#4)烟气脱硫工程项目,由中 电投远达环保工程有限公司承包建设,采用石灰石-石膏湿法、一炉一塔脱硫装置。每套脱 硫装置的烟气处理能力为一台炉100% BMCR工况时的烟气量。石灰石浆液的制备和石膏脱 水及废水处理系统为两炉公用。本项目选取M脱硫吸收塔作为阻垢剂添加试验研究的脱 硫系统。
[0107] 整套脱硫系统由SO2K收系统、烟气系统、吸收剂供应与制备系统、石膏脱水系统、 FGD供水及排放系统、烟气再热系统、压缩空气系统、DCS控制系统等部分组成。烟气经过 静电除尘器和引风机后,由增压风机升压进入烟气换热器(GGH)降温,然后进入吸收塔。在 吸收塔内脱硫净化,经除雾器除去液滴后,通过GGH升温,从加装旁路挡板门的烟道进入 烟囱,排入大气。
[0108] #4机组烟气脱硫系统投运2年多时间,在吸收塔底部、浆液循环栗入口、石膏排出 栗入口、吸收塔烟气入口平台、吸收塔内已经发生结垢
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