石灰石-石膏湿法燃煤锅炉烟气脱硫工艺的脱硫催化剂的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种石灰石-石膏湿法燃煤锅炉烟气脱硫工艺的脱硫催化剂，包括以下重量百分比的原料：78％～85％的CH3COONH4、12％～20％的NH4C1、0.3％～1％的醇醚磷酸单酯、0.5％～1.5％的烷基醇醚羧酸盐和0.3％～1％的脂肪醇乙基氧化物。本发明的有益效果为：经济有效地提高石灰石-石膏湿法燃煤锅炉烟气脱硫(FGD)工艺的脱硫效率，降低SO2污染物排放浓度，使燃煤锅炉的SO2污染物排放浓度达到新修订的《火电厂大气污染物排放标准》(GB13223-2011)(以下简称“新标准”)的要求，实现对环境的保护。
【专利说明】石灰石-石膏湿法燃煤锅炉烟气脱硫工艺的脱硫催化剂
【技术领域】
[0001]本发明涉及石灰石-石膏湿法燃煤锅炉烟气脱硫工艺的脱硫催化剂。
【背景技术】
[0002]“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(FOT)工艺。近年来，随着国家对燃煤火电企业大气排放要求的不断提高，燃煤火电企业的脱硫效率及SO2的排放量成为电厂能否正常生产一个重要考核指标，尤其是《火电厂大气污染物排放标准》(GB 13223-2011)的实施，将火电厂SO2的排放标准提高到了一个前所未有的高度。按照新的排放标准(GB 13223-2011)，目前国内所有已建成的火电厂基本上都无法满足要求。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。一种是对现在有脱硫系统进行扩建改造，一种是添加其它辅助材料(如增效剂、添加剂、催化剂等)。
[0003]对于脱硫系统的扩容改造一般以吸收塔增容改造为基础，同时进行相应公用系统如石灰石制备及存储系统、石膏脱水系统等改造，改造应是全方位的。这种改造方式是单纯通过增加吸收塔的容积，增加SO2与石灰石浆液的物理接触面积来提高脱硫效率，并没有增加单位“比表面积”上对SO2的吸收效率，因而每提高一个百分点的脱硫效率，改造的费用将达到数百万甚至几千万，并且后期增加的运行费用也非常高，给电厂造成很大的经济负担。
[0004]另外一种方式就是添加其它辅助材料。目前市场上的辅助材料其思路基本上都是增加CaCO3的溶解度，使其能够与更多的SO2反应，从而提高脱硫效率，减少SO2的排放。基于这个思路，目前市场上其它同类产品全部呈酸性(pH值在1.0?3.0之间)。这类辅助材料，临时应急还有一定效果，但长期使用具有严重的危害性:(I)增效时间短，效率低，无法满足电厂对环保的长期要求；(2)对脱硫系统局部设备有一定的腐蚀性，还导致浆液“中毒”现象发生；(3)易产生“气溶胶”，堵塞脱硫系统除雾器、管道和喷嘴；(4)某些产品气味浓重，造成人身伤害并污染空气。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是提供石灰石-石膏湿法燃煤锅炉烟气脱硫工艺的脱硫催化剂，与现有火电厂脱硫系统相结合，经济有效地提高石灰石-石膏湿法燃煤锅炉烟气脱硫(FGD)工艺的脱硫效率，降低SO2污染物排放浓度，使燃煤锅炉的SO2污染物排放浓度达到新修订的《火电厂大气污染物排放标准》(GB13223-2011)(以下简称“新标准”)的要求，实现对环境的保护，弥补了现有技术中的不足之处。
[0006]本发明的目的是通过以下技术方案来实现的:
[0007]石灰石-石膏湿法燃煤锅炉烟气脱硫工艺的脱硫催化剂，包括以下重量百分比的原料:78%?85%的013(:00順4、12%?20%的順4(:1、0.3%?I %的醇醚磷酸单酯、0.5%?
1.5%的烷基醇醚羧酸盐和0.3%?I %的脂肪醇乙基氧化物。[0008]优选地，石灰石-石膏湿法燃煤锅炉烟气脱硫工艺的脱硫催化剂，包括以下重量百分比的原料:80 %的CH3C00NH4、18 %的NH4Cl、0.5 %的醇醚磷酸单酯、I %的烷基醇醚羧酸盐和0.5 %的脂肪醇乙基氧化物。
[0009]优选地，所述脱硫催化剂的pH值为5.5?6.0。
[0010]其中，醇醚磷酸单酯为低泡表面活性剂:低泡、高分散、润湿、非离子表面活性剂。无磷环保，能溶解于40%以上高浓度苛性碱中，也可加入强酸中。临界胶束浓度(CMC)低、HLB值为-J?9。
[0011]其中，烷基醇醚羧酸盐为分散剂:不含磷、高分散、高螯合力、耐酸碱。
[0012]其中，脂肪醇乙基氧化物为低泡表面活性剂:30°C以上使用泡沫少，不含有机硅，喷淋过程中浆液池表面低泡沫，耐酸碱。
[0013]本发明的有益效果为:
[0014]1、本发明通过加速CaCO3的溶解、增加CaCO3表面活性、催化氧化过程、减少气/液两相的阻力、提高SO2在气/液两相界面上溶入浆液的速率，提高CaCO3与SO2的反应效率，在同样物理条件下能够使更多的SO2被吸收，以便在不对现有脱硫系统进行扩容改造的情况下提闻脱硫效率，使脱硫系统达到新标准的要求。
[0015]2、由于现有其它脱硫添加剂、增效剂等均为酸性物质，因而对脱硫系统局部设备有一定的腐蚀性，还会导致浆液“中毒”现象发生，也易产生“气溶胶”，堵塞脱硫系统除雾器、管道和喷嘴。本发明为无机盐类，PH值为5.5?6.0，与脱硫系统的浆液浓度一致，不会破坏吸收塔的酸碱平衡，从而比较完美的解决了由于使用现有其它脱硫添加剂、增效剂等带来的以上问题。
[0016]3、本发明采用可用于食品和医药的无机盐，具有较大的结晶颗粒，解决了现有粉末状产品在使用时对工作人员造成的伤害，确保工作人员的身心健康。
[0017]4、本发明采用可用于食品和医药的无机盐，因而对脱硫系统不会造成二次污染，解决了某些产品因含有重金属成分、有机物超标和其他控制性指标超标情况，在脱硫系统累积造成脱硫废水的二次污染。
【具体实施方式】
[0018]实施例1
[0019]石灰石-石膏湿法燃煤锅炉烟气脱硫工艺的脱硫催化剂，包括以下重量(kg)的原料:80kg的CH3COONH4、18kg的NH4C1、0.5kg的醇醚磷酸单酯、Ikg的烷基醇醚羧酸盐和
0.5kg的脂肪醇乙基氧化物。脱硫催化剂的pH值为6。
[0020]实施例2
[0021]石灰石-石膏湿法燃煤锅炉烟气脱硫工艺的脱硫催化剂，包括以下重量(kg)的原料:85kg的CH3COONH4、12kg的NH4CUlkg的醇醚磷酸单酯、1.5kg的烷基醇醚羧酸盐和
0.5kg的脂肪醇乙基氧化物。脱硫催化剂的pH值为5.5。
[0022]实施例3
[0023]石灰石-石膏湿法燃煤锅炉烟气脱硫工艺的脱硫催化剂，包括以下重量(kg)的原料:78kg的CH3COONH4、20kg的NH4C1、0.5kg的醇醚磷酸单酯、0.5kg的烷基醇醚羧酸盐和Ikg的脂肪醇乙基氧化物。脱硫催化剂的pH值为6。[0024]下面对本发明所述的石灰石-石膏湿法燃煤锅炉烟气脱硫工艺的催化剂的使用做具体说明:
[0025]1.按要求的时间间隔记录吸收塔加入脱硫催化剂后的负荷、原烟气SO2含量、净烟气SO2含量、脱硫效率、供浆量、浆液pH值、设备启/停情况等，实时监测脱硫效率及SO2排放量满足要求。
[0026]2.将吸收塔内的浆液放出部分至排水池地坑内，加入本发明的脱硫催化剂(首次添加量需要根据需要的脱硫效率、燃煤含硫量、入口烟气量、入口烟气SO2含量、出口烟气SO2含量等进行计算)，启动搅拌器搅拌10?15分钟，然后启动地坑泵抽入吸收塔内；地坑内含有脱硫催化剂的浆液要反复抽吸，以防脱硫催化剂残留在地坑内；
[0027]3.首次添加脱硫催化剂以后每天根据需要适当补充脱硫催化剂；补充的量依据:出石膏的量、原烟气中SO2的含量和需要的脱硫效率；
[0028]4.吸收塔加入脱硫催化剂前，取浆液样；加入脱硫催化剂后，运行人员每日取浆液和石膏样，由化验室人员化验；
[0029]5.保持吸收塔内石灰石浆液的pH值在5.4?5.8 ;石膏脱水过程中的滤液水全部打回吸收塔塔，减少脱硫催化剂流失；
[0030]6.使用过程中如脱硫系统、除尘系统等发生事故，或石膏脱水系统出现异常时，应终止使用，待恢复正常后继续使用；
[0031]7.使用过程中，应根据记录的燃煤含硫量、负荷、原烟气SO2含量、净烟气SO2含量、脱硫效率、供浆量、浆液pH值等。
[0032]实例:某电厂应用本发明的脱硫催化剂的使用案例
[0033]1、使用条件
[0034]1.1、确保脱硫系统运行正常，脱硫系统出力能力达到设计值。
[0035]1.2、脱硫系统烟气在线分析仪(CEMS)、pH、密度计等标定准确，确保测量数据准确；
[0036]1.3、电除尘器高/低压设备运行正常，各电场全部投入，运行参数维持日常状态，达到设计除尘效率；
[0037]1.4石灰石浆液制备系统运行正常，石灰石浆液浓度符合脱硫系统设计要求，吸收塔浆液pH值≥5.0 ;浆液循环泵运行正常；
[0038]1.5、氧化风机运行正常；
[0039]1.6、吸收塔液位、浆液密度应符合系统设计要求，石膏脱水系统运行正常；
[0040]1.7、脱硫系统的公用系统运行正常；
[0041]1.8、按照首次使用目标的要求，准备不同含硫量的配煤，以便提供不同的首次使用工况；
[0042]1.9、脱硫设备相关点检/维护人员负责保证系统的正常运行。
[0043]2、使用步骤
[0044]2.1、记录机组原/净烟气等参数，如:机组负荷、原烟气SO浓度、净烟气SO浓度、脱硫效率、供浆量、浆液密度、浆液PH值、浆液循环泵启/停情况、增压风机电流等。
[0045]2.2、启动吸收塔地坑搅拌器，将吸收塔内的浆液放出部分至吸收塔地坑内，加入脱硫催化剂，吸收塔首次添加约1500kg，然后启动地坑泵抽入吸收塔内；地坑内含有脱硫催化剂的浆液应至少反复抽吸3次，以防脱硫催化剂残留在地坑内；
[0046]2.3、首次添加脱硫催化剂以后每天根据需要适当补充脱硫催化剂；补充用量为每天100?150kg并根据机组负荷及运行状况进行适当调整；
[0047]2.4、运行人员每日取浆液和石膏样，由化验室人员化验；
[0048]2.5、石膏脱水过程中的滤液应全部返回各自吸收塔，以减少脱硫催化剂的流失；
[0049]2.6、使用过程中如果脱硫系统、除尘系统或石膏脱水系统等出现异常时，应终止使用，待查清原因，并在系统恢复正常后继续使用。
[0050]本发明与现有火电厂脱硫系统相结合，能有效的提高脱硫效率，降低SO2的排放量，减少大气污染。近年来，随着国家对污染的治理要求越来越严格，火电厂目前的脱硫系统均不能满足新的排放要求，要降低排放量，达到国家新的排放标准，按现有的方式是对脱硫系统进行改造扩容，而当系统的脱硫效率达到90%以上时，采用现有技术再进一步提高就非常困难，而且代价非常高。下面我们以某电厂的实际对比进行说明。
[0051 ] 某热电有限公司目前总装机2 X 300MW供热机组，设计燃煤含硫量0.82 %，设计脱硫效率> 95%。但是在实际运行中，电厂来煤的含硫量一般在1.38%，最高可达到1.64%,导致其脱硫效率降低，只能达到75%左右，SO2的排放量远远超过国家标准的要求。为了使SO2的排放量达到标准，设计院为其做了脱硫系统改造的可行性分析，通过分析计算，在采用燃煤含硫量< 1.38%, SO2的排放量达到国家标准要求的情况下，2台机组脱硫系统改造总投入最少需要7025万元，改造后每年需要相应增加的运行费用、检修维护费用、财务费用等达到1936万元，给电厂造成了相当大的压力。而采用本发明后，不需要对现有系统做任何改造，只需要每年增加349.2万元的使用费即可实现更高的脱硫效率，更少的SO2污染物的排放，达到更好的环保效果。详细的费用对比如下表:
[0052]
【权利要求】
1.石灰石-石膏湿法燃煤锅炉烟气脱硫工艺的脱硫催化剂，其特征在于，包括以下重量百分比的原料:78 %?85 %的CH3COONH4、12 %?20 %的NH4Cl、0.3 %?I %的醇醚磷酸单酯、0.5%?1.5%的烷基醇醚羧酸盐和0.3%?I %的脂肪醇乙基氧化物。
2.根据权利要求1所述的石灰石-石膏湿法燃煤锅炉烟气脱硫工艺的脱硫催化剂，其特征在于，包括以下重量百分比的原料:80%的CH3COONH4、18%的NH4C1、0.5%的醇醚磷酸单酯、I %的烷基醇醚羧酸盐和0.5 %的脂肪醇乙基氧化物。
3.根据权利要求1或2所述的石灰石-石膏湿法燃煤锅炉烟气脱硫工艺的脱硫催化齐U，其特征在于:所述脱硫催化剂的PH值为5.5?6.0。
【文档编号】B01D53/80GK103433070SQ201310253890
【公开日】2013年12月11日 申请日期:2013年6月25日 优先权日:2013年6月25日
【发明者】叶洪 申请人:华电高科环保技术(北京)有限公司