一种脱硫脱硝脱汞添加剂及其制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种脱硫脱硝脱汞添加剂及其制造方法。按照重量百分比计算，该添加剂是20-80%促进剂、5-20%石灰石活化剂、0.04-1%催化增效剂0.2-10%金属氧化物和0.5-15%表面活性剂组成的。本发明所采用的添加剂能够提高吸收塔的脱硫效率，适应高硫煤、使SO2出口浓度达标、还能不同程度地停用浆液循环泵，达到节能的目的；且该添加剂易溶于水，具有使用简单方便且使用过程中不产生气泡，不腐蚀设备的特点；应用该添加剂的脱硫方法不仅能够减少石灰石用量，提高CaSO3氧化效率和石膏纯度，提升石膏的脱水效率，还能够同时降低烟气中NO和Hg的含量，达到同时脱硫脱硝脱汞、净化烟气的效果。
【专利说明】一种脱硫脱硝脱汞添加剂及其制造方法
[0001]【技术领域】:
本发明属于烟气治理与控制【技术领域】，具体的就是一种脱硫脱硝脱汞及其制作方法。
[0002]【背景技术】:
煤碳在我国的能源生产和消费结构中一直占主导地位，其产量占全国一次能源产量的70%左右，在可预见的未来几十年内，我国以煤炭为主的能源结构不会改变，仍然是中国能源的一个重要组成部分。中国一次能源的构成，决定了发电能源以煤为主的格局。燃煤火力发电机组在我国电力工业中占主导地位。我国的大型电站绝大部分是常规的燃煤电站，因此，煤得燃烧是造成我国生态环境破坏的最大污染源。我国煤炭资源具有难选、煤多、高灰、高硫煤比重大的特点。其中，燃煤排放的SOx量最大，占到其他各类污染源的87%。虽然燃煤电厂大都安装了石灰石-石膏湿法脱硫装置，但是近年来电厂运行的燃用煤硫含量远远高于设计值，因此需要增加喷淋层提高脱硫效率，使S02出口浓度达标。这种方法无疑会增加电厂的投资和运行费用。另外，即使增加了喷淋层，暂时提高了脱硫效率，但是如果氧化风机出力不够，也可能影响CaS03的氧化效率，因CaS03较CaS04颗粒小很多，在后续的脱水系统中会堵塞滤布，导致石膏纯度下降，使石膏不能达标出售。另外，随着越来越严格的污染物排放标准的执行，对NOx和Hg的排放标准进行控制也势在必行。如果在湿法脱硫中加入一定量的脱硫添加剂，可以同时实现提高脱硫效率和CaS03的氧化效率，降低系统运行费用以及同时脱硫脱硝脱汞的目的。
[0003]
【发明内容】
:
本发明的目的在于:提供一种脱硫脱硝脱汞添加剂及其制作方法。该添加剂及脱硫方法主要用于燃用煤硫含量高于设计值的石灰石-石膏湿法脱硫系统，以提高S02脱除效率和CaS03氧化效率，并能够节约电耗，实现同时脱硫脱硝脱汞的目的。
[0004]本发明的技术方案:一种脱硫脱硝脱汞添加剂及其制作方法，按照重量百分比计算，它是由20-80%促进剂、5-20%石灰石活化剂、0.04-1%催化增效剂0.2-10%金属氧化物和0.5-15%表面活性剂组成的。前述促进剂选自己二酸、己二酸钠、醋酸钠、亚氯酸钠、氯酸钠、高锰酸钾、柠檬酸、柠檬酸钠、二氧化锰一种或多种。
[0005]前述石灰石活化剂是硫酸钠和/或硫酸镁、硫酸锰、醋酸钴、碳酸钠、尿素一种或多种。
[0006]前述金属氧化物是重量比为的氧化镁和氧化钴一种或多种。
[0007]前述催化增效剂为乙二胺合钴(II)、三乙烯四胺合钴(II)、硝酸钴、六水氯化钴、二水氯化钴一种或多种。
[0008]前述表面活化剂为十二烷基苯磺酸钠、三乙醇胺一种或多种。
[0009]用以上所述添加剂的燃烧电厂湿法脱硫方法，包括以下步骤:
(a)将添加剂、石灰石粉和水加入石灰石浆液箱中，添加剂浓度为500-2000ppm，石灰石粉占浆液总质量的30%，然后搅拌混匀；
(b)将石灰石浆液喷入吸收塔内，喷淋而下的浆液与逆流而上的含二氧化硫的烟气直接接触，进行吸收反映，反应后的浆液被氧化风机鼓入的空气氧化，待浆液密度合格后排出。添加剂中的促进剂能够缓冲Ph值的快速降低促进烟气中N02和Hg2+吸收，表面活化剂能够促进石灰石的溶解和S02的吸收，石灰石活化剂能够增加石灰石的利用率，催化增效剂促进金属氧化物将烟气中的NO和Ng催化氧化为易溶于水的N02和Hg2+，金属氧化物一方面能够提高CaS03的氧化效率，另一方面能够将烟气中的NO和Ng催化氧化为易溶于水的N02和Hg2+，达到同时脱销脱汞的效果；
(c)从吸收塔排出的浆液送至石膏脱水系统进行脱水处理，分离成石膏和水，可降低石骨含水量。
[0010]用以上所述添加剂的另一种燃煤电厂湿法脱硫方法，包括以下步骤:
Ca)将添加剂加至地坑中，用地坑中已有的浆液和/或添加工艺水进行溶解，再用地坑泵打入吸收塔中；
(b)含有添加剂的浆液在吸收塔中喷淋而下，对逆流而上的含二氧化硫的烟气进行喷淋、吸收，吸收后的浆液被氧化风机鼓入的空气氧化，待浆液密度合格排出。添加剂中的促进剂能够缓冲Ph值的快速降低促进烟气中N02和Hg2+吸收，表面活化剂能够促进石灰石的溶解和S02的吸收，石灰石活化剂能够增加石灰石的利用率，金属氧化物一方面能够提高CaS03的氧化效率，另一方面能够将烟气中的NO和Ng催化氧化为易溶于水的N02和Hg2+，达到同时脱销脱汞的效果；
(c)从吸收塔排出的浆液送至石膏脱水系统进行脱水处理，分离成石膏和水，可降低石骨含水量。
[0011]本发明所采用的添加剂及脱硫方法与现有的脱硫技术相比，具有如下的优点:
1)添加剂中的石灰石活化剂能够使部分石灰石活化，参与脱硫反应，从而减少石灰石
使用量；
2)在减少石灰石使用量的情况下，也相应减少了石骨的生成量，从而减少了石骨脱水
工作量；
3)添加剂中加入金属氧化物，能够增加CaS04的氧化效率，CaS04晶种增多，颗粒增大，石膏脱水效果好，不但提高了石膏的纯度，还降低了石膏含水量；
4)本发明能够达到同时脱硫脱销脱汞的效果；
5)本发明添加剂ph值呈中性，使用过程中具有不生产起泡、不腐蚀设备的特点。与现有技术相比，本发明所采用的添加剂能够提高吸收塔的脱硫效率，适应高硫煤，使S02出口浓度达标，还能不同程度地停用浆液循环泵，达到节能的目的；且该添加剂易溶于水，Ph值呈中性，具有使用简单方便且使用过程中不生产起泡、不腐蚀设备的特点。应用该添加剂的脱硫方法不仅能够减少石灰石用量，提高CaS03氧化效率和石膏纯度，提升石膏的脱水效率，还能够同时降低烟气中NO和Hg的含量，达到同时脱硫脱销脱汞净化烟气。
[0012]【具体实施方式】:
实施例1:添加剂的配制:取如下重量配比的原料:己二酸钠20%、，醋酸钠20%、亚氯酸钠40%、十二烷基苯磺酸钠10.8%、碳酸钠10%、氧化钴0.2%、氧化镁2%、二氧化锰7%、乙二胺合钴(II) 0.05%将其混匀、搅拌均匀即可。
[0013]不采用添加剂的脱硫情况
脱硫方法:将固含量为30%的石灰石浆液打入吸收塔，浆液对逆流而上的烟气进行喷淋，洗涤，随后在浆池内被空气氧化为CaS04，最后被送入到石膏脱水系统，分离成石膏和水。脱硫效果:S02入口浓度5000ppm，四台浆液循环泵同时运行，脱硫效率93%、吸收塔内ph值为5.8时、CaC03含量为3.40%、CaS03含量为1.82%、CaS04含量为76.45%、石膏含水量为 10.45%。
[0014]采用添加剂后的脱硫情况:
加入1.5吨前述添加剂和石灰石、水混合，添加剂浓度为1500ppm形成的石灰石浆液喷入吸收塔中，停用两台浆液循环泵，脱硫效率增至97%，脱硝率和脱汞率分别增至65%和40%、吸收塔内ph值为5.8时、CaC03含量为1.65%、CaS03含量为0.55%、
CaS04含量为89.45%、石膏含水量为8.25%。
[0015]实施例2:添加剂的配制:取如下重量配比的原料:己二酸50%、柠檬酸10%、十二烷基苯磺酸钠10.8%、硫酸钠6%、碳酸钠4%、氧化钴0.2%、氧化镁2%、乙二胺合钴(II)
0.08%、将其混匀，搅拌均匀即可。
[0016]不采用添加剂的脱硫情况:
脱硫方法:将固含量为30%的石灰石浆液打入吸收塔，浆液对逆流而上的烟气进行喷淋，洗涤，随后在浆池内被空气氧化为CaS04，最后被送入到石膏脱水系统，分离成石膏和水。脱硫效果:脱硫系统中负荷为23mw，S02入口浓度5000ppm，四台浆液循环泵同时运行，脱硫效率92%、吸收塔内ph值为5.8时CaC03含量为3.40%、CaS03含量为1.85%、CaS04含量为75.45%、石膏含水量为10.59%。
[0017]采用添加剂后的脱硫情况:
加入1.5吨已配制好的添加剂和石灰石、尿素、水混合,添加剂浓度为1500ppm,石灰石粉占浆液总质量的30%，形成的石灰石浆液喷入吸收塔中，尿素占浆液总质量的2%，形成的尿素液喷入吸收塔中，停用两台浆液循环泵，脱硫效率增至97%，脱硝率和脱汞率分别增至85%和40%、吸收塔内ph值为5.8时CaC03含量为1.09%、CaS03含量为0.45%、CaS04含量为89.67%、石骨含水量为9.44%。
[0018]实施例3:添加剂的配制:取如下重量配比的原料:亚硫酸钠55%、醋酸钠25%、十二烷基苯磺酸钠5%、碳酸钠9.2%、氧化钴0.8%、氧化镁5%、乙二胺合钴(II) 0.05%、将其混匀，搅拌均匀即可。
[0019]不采用添加剂的脱硫情况:
脱硫方法:将固含量为30%的石灰石浆液打入吸收塔，浆液对逆流而上的烟气进行喷淋，洗涤，随后在浆池内被空气氧化为CaS04，最后被送入到石膏脱水系统，分离成石膏和水。脱硫效果S02入口浓度6000ppm，四台浆液循环泵同时运行，脱硫效率91%、吸收塔内ph值为6.0时CaC03含量为3.67%、CaS03含量为2.08%、CaS04含量为74.88%、石膏含水量为13.84%。
[0020]采用添加剂在吸收塔内的浓度为600ppm，停用一台浆液循环泵，脱硫效率增至98%，脱硝率和脱汞率均为70%。吸收塔内ph值为5.8时、CaC03含量为1.45%、CaS03含量为0.66%、CaS04含量为86.43%、石膏含水量为9.62%。
[0021]实施例4:添加剂的配制:取如下重量配比的原料:己二酸钠50%、醋酸钠20%、十二烷基苯磺酸钠8.5%、三乙醇胺10%、硫酸锰6%、氧化钴1%、氧化镁5%、乙二胺合钴(II)
0.03%、将其混合，搅拌均匀即可。
[0022]不采用添加剂的脱硫情况: 脱硫方法:将固含量为30%的石灰石浆液打入吸收塔，浆液对逆流而上的烟气进行喷淋，洗涤，随后在浆池内被空气氧化为CaS04，最后被送入到石膏脱水系统，分离成石膏和水。脱硫效果:S02入口浓度7200ppm，四台浆液循环泵同时运行，脱硫效率86%，吸收塔内ph值为5.6时CaC03含量为2.85%、CaS03含量为1.54%、CaS04含量为78.45%、石膏含水量为 12.50%。
[0023]采用添加剂后的脱硫情况:
将配置好的添加剂加入到地坑中，用地坑中已有的浆液进行溶解，再用地坑泵打到吸收塔内，添加剂在吸收塔内的浓度为800ppm。停用一台浆液循环泵，脱硫率、脱硝率、脱汞率分别增至98%、68%、56%、吸收塔内ph值为5.6时CaC03含量为1.25%CaS03含量为0.64%、CaS04含量为89.85%、石膏含水量为8.95%。
[0024]实施例5:添加剂的配制:取如下重量配比的原料:己二酸60%、柠檬酸18%、十二烷基苯磺酸钠2%、硫酸钠6%、氧化钴1.2%、硝酸钴5.5%、氧化镁8%、将其混合，搅拌均匀即可。
[0025]不采用添加剂的脱硫情况:
脱硫方法:将固含量为30%的石灰石浆液打入吸收塔，浆液对逆流而上的烟气进行喷淋，洗涤，随后在浆池内被空气氧化为CaS04，最后被送入到石膏脱水系统，分离成石膏和水。脱硫效果:S02入口浓度9000ppm，四台浆液循环泵同时运行，脱硫效率85%、吸收塔内ph值为6.0时CaC03含量为3.66%、CaS03含量为2.08%、CaS04含量为74.65%、石膏含水量为 16.56%ο
[0026]采用添加剂后的脱硫情况
将配制好的添加剂加入到地坑中，用地坑中已有的浆液、不足时添加工艺水进行溶解，再用地坑泵打到吸收塔内，添加剂在吸收塔内的浓度为lOOOppm，不停用浆液循环泵，脱硫率、脱硝率、脱汞率分别增至95%、68%、56%、吸收塔内ph值为5.6时，CaC03含量为1.34%、CaS03含量为0.24%、CaS04含量为86.86%、石膏含水量为9.45% 。
【权利要求】
1.一种脱硫脱硝脱汞添加剂及其制造方法，其特征在于:按照重量百分比计算，它是20-80%促进剂、5-20%石灰石活化剂、0.04-1%催化增效剂、0.2-10%金属氧化物和0.5-15%表面活性剂组成的。
2.根据权利要求1所述一种脱硫脱销脱汞添加剂及其制造方法，其特征在于:所述促进剂选自己二酸、己二酸钠、醋酸钠、亚氯酸钠、氯酸钠、高锰酸钾、柠檬酸、柠檬酸钠、二氧化猛一种或多种。
3.根据权利要求1所述一种脱硫脱销脱汞添加剂及其制造方法，其特征在于:所述石灰石活化剂选自硫酸钠或硫酸镁、硫酸锰、醋酸钴、碳酸钠、尿素一种或多种。
4.根据权利要求1所述一种脱硫脱硝脱汞添加剂及其制造方法，其特征在于:所述金属氧化物选自氧化镁和氧化钴一种或多种。
5.根据权利要求1一种脱硫脱销脱汞添加剂及其制造方法，其特征在于:所述催化增效剂选自乙二胺合钴(II)、三乙烯四胺合钴(II)、硝酸钴、六水氯化钴、二水氯化钴一种或多种。
6.根据权利要求1所述一种脱硫脱销脱汞添加剂及其制造方法，其特征在于:所述表面活性剂选自十二烷基苯磺酸钠、三乙醇胺一种或多种。
7.根据权利要求1-6中任一项所述添加剂的燃煤电厂湿法脱硫方法，其特征在于:包括以下步骤， (a)将添加剂、石灰石粉和水加入石灰石浆液箱中，添加剂浓度为500-2000ppm，石灰石粉占浆液总质量的30%，然后搅拌混匀: (b)将石灰石浆液喷入吸收塔内，喷淋而下的浆液与逆流而上的含二氧化硫的烟气直接接触，进行吸收反映，反应后的浆液被氧化风机鼓入的空气氧化，待浆液密度合格后排出； (C)从吸收塔排出的浆液送至石膏脱水系统进行脱水处理，分离成石膏和水。
【文档编号】B01D53/80GK103721556SQ201410026774
【公开日】2014年4月16日 申请日期:2014年1月21日 优先权日:2014年1月20日
【发明者】高同柱, 路艳霞 申请人:高同柱