專利名稱：一種燃煤電廠濕法脫硫方法及其所用的添加劑的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種燃煤電廠濕法脫硫的方法及其所用的添加劑，屬于煙氣脫硫技術 領域。
背景技術：
煤炭在我國的能源生產和消費結構中一直占主導地位，其產量占全國一次能源產 量的70%左右，在可預見的未來幾十年內，我國以煤炭為主的能源結構不會改變，仍然是中 國能源的一個重要組成部分。中國一次能源的構成，決定了發電能源以煤為主的格局，燃 煤火力發電機組在我國電力工業中占主導地位，我國的大型電站絕大部分是常規的燃煤電 站。因此，煤的燃燒是造成我國生態環境破壞的最大污染源。我國煤炭資源具有難選、煤多、 高灰、高硫煤比重大的特點。其中，燃煤排放的SOx量最大，占到其他各類污染源的87%。雖 然燃煤電廠大都安裝了石灰石-石膏濕法脫硫裝置，但是近年來電廠運行的燃用煤硫含量 遠遠高于設計值，因此需要增加噴淋層提高脫硫效率，使出口濃度達標。這種方法無疑 會增加電廠的投資和運行費用。另外，即使增加了噴淋層，暫時提高了脫硫效率，但是如果 氧化風機出力不夠，也可能影響CaSO3的氧化效率，因CaSO3較CaSO4顆粒小很多，在后續的 脫水系統中會堵塞濾布，導致石膏純度下降，使石膏不能達標出售。另外，隨著越來越嚴格 的污染物排放標準的執行，對NOx和Hg的排放標準進行控制也勢在必行。如果在濕法脫硫 中加入一定量的脫硫添加劑，可以同時實現提高脫硫效率和CaSO3的氧化效率，降低系統運 行費用以及同時脫硫脫硝脫汞的目的。美國專利US 4，869，885報道了一類HLB范圍在1_5的用于濕法脫硫的親油性表 面活性劑。中國專利CN101574615A報道的專利技術是將單/雙烷基璜基琥珀酸酯和濕潤 劑(如烷基二醇)混合而成，使用該增效劑可以提高脫硫效率和降低石膏含水量。但是這 些專利技術加入的都是單純的有機物，目的是促進的吸收和CaCO3的溶解，以及緩沖漿 液的PH值，但是不能實現提高CaSO3的氧化效果以及同時脫硝脫汞的目的，且有機物容易 起泡。本發明正是針對上述技術的不足，將不同作用的物質混合，以制備多功效脫硫增效添 加劑。
發明內容
本發明的目的在于提供一種燃煤電廠濕法脫硫方法及其所用的添加劑。該添加 劑及脫硫方法主要用于燃用煤硫含量高于設計值的石灰石-石膏濕法脫硫系統，以提高 脫除效率和CaSO3氧化效率，并能夠節約電耗，實現同時脫硫脫硝脫汞的目的。本發明的技術方案一種用于燃煤電廠濕法脫硫的添加劑，按照重量百分比計 算，它是由70% -80%烷基羧酸基鹽類、5% -10%石灰石活化劑、2% -10%金屬氧化物和 5% -15%表面活性劑組成的。前述烷基羧酸基鹽類選自2、3、4、5、6、8、10、12個碳鏈烷基的單烷基羧酸鹽或2、 3、4、5、6、8、10、12個碳鏈烷基的二烷基羧酸鹽中的至少一種。
前述石灰石活化劑是Na2CO3和/或Na2SO4。前述金屬氧化物是重量比為10 1的MgO和Co304。前述表面活性劑為十二烷基苯磺酸鈉。用以上所述添加劑的燃煤電廠濕法脫硫方法，包括以下步驟(a)將添加劑、石灰石粉和水加入石灰石漿液箱中，添加劑濃度為500-2000ppm， 石灰石粉占漿液總質量的30%，然后攪拌混勻；(b)將石灰石漿液噴入吸收塔內，噴淋而下的漿液與逆流而上的含二氧化硫的煙 氣直接接觸，進行吸收反應，反應后的漿液被氧化風機鼓入的空氣氧化，待漿液密度合格后 排出；添加劑中的烷基羧酸基鹽類能夠緩沖PH值的快速降低，表面活性劑能夠促進石灰石 的溶解和Sh的吸收，石灰石活化劑能夠增加石灰石的利用率，金屬氧化物一方面能夠提高 CaSO3的氧化效率，另一方面能夠將煙氣中的NO和Hg催化氧化為易溶于水的NO2和Hg2+，達 到同時脫硝脫汞的效果；(c)從吸收塔排出的漿液送至石膏脫水系統進行脫水處理，分離成石膏和水，可降 低石膏含水量。用以上所述添加劑的另一種燃煤電廠濕法脫硫方法，包括以下步驟(a)將添加劑加至地坑中，用地坑中已有的漿液和/或添加工藝水進行溶解，再用 地坑泵打入吸收塔中；(b)含有添加劑的漿液在吸收塔中噴淋而下，對逆流而上的含二氧化硫的煙氣進 行噴淋、吸收，吸收后的漿液被氧化風機鼓入的空氣氧化，待漿液密度合格后排出；添加劑 中的烷基羧酸基鹽類能夠緩沖PH值的快速降低，表面活性劑能夠促進石灰石的溶解和SO2 的吸收，石灰石活化劑能夠增加石灰石的利用率，金屬氧化物一方面能夠提高CaSO3的氧化 效率，另一方面能夠將煙氣中的NO和Hg催化氧化為易溶于水的NO2和Hg2+，達到同時脫硫 脫硝脫汞的效果；(c)從吸收塔排出的漿液送至石膏脫水系統進行脫水處理，分離成石膏和水，可降 低石膏含水量。本發明所采用的添加劑及脫硫方法與現有的脫硫技術相比，具有如下的優點1)添加劑中的石灰石活化劑能夠使部分石灰石活化，參與脫硫反應，從而減少石 灰石使用量；2)在減少石灰石用量的情況下，也相應減少了石膏的生成量，從而減少了石膏脫 水工作量；3)添加劑中加入金屬氧化物，能夠增加CaSO3的氧化效率，CaSO4晶種增多，顆粒增 大，石膏脫水效果好，不但提高了石膏的純度，還降低了石膏含水量；4)本發明能夠達到同時脫硫脫硝脫汞的效果；5)本發明添加劑PH值呈中性，使用過程中具有不產生氣泡、不腐蝕設備的特點。與現有技術相比，本發明所采用的添加劑能夠提高吸收塔的脫硫效率，適應高硫 煤，使出口濃度達標，還能不同程度地停用漿液循環泵，達到節能的目的；且該添加劑易 溶于水，PH值呈中性，具有使用簡單方便且使用過程中不產生氣泡，不腐蝕設備的特點；應 用該添加劑的脫硫方法不僅能夠減少石灰石用量，提高CaSO3氧化效率和石膏純度，提升石 膏的脫水效率，還能夠同時降低煙氣中NO和Hg的含量，達到同時脫硫脫硝脫汞、凈化煙氣的效果。
具體實施例方式實施例1 添加劑的配制取如下重量配比的原料己二酸鈉77%、十二烷基苯磺 酸鈉10. 8%、Na2CO3IO%、氧化鈷0. 2%、氧化鎂2%，將其混合，攪拌均勻即可。不采用添加劑的脫硫情況脫硫方法將固含量為30%的石灰石漿液打入吸收塔，漿液對逆流而上的煙氣進 行噴淋，洗滌，隨后在漿池內被空氣氧化為CaSO4,最后被送入到石膏脫水系統，分離成石膏 和水。脫硫效果脫硫系統中負荷為23MW，SO2入口濃度5000ppm，四臺漿液循環泵同時運 行，脫硫效率92%，脫硝率為30%，脫汞率為10%。吸收塔內pH值為5.8時，CaCO3含量為 3. 40%, CaSO3含量為1.85%，CaSO4含量為75. 45%。石膏含水量為10. 59%。采用添加劑后的脫硫情況加入1. 5噸前述添加劑和石灰石、水混合，形成的石灰石漿液噴入吸收塔中，停用 兩臺漿液循環泵，脫硫效率增至96%，脫硝率和脫汞率分別增至50%和40%。吸收塔內pH 值為5. 8時，CaCO3含量為1. 78%，CaSO3含量為0. 54%, CaSO4含量為89. 37%。石膏含水 量為8. 44% ο實施例2 添加劑的配制取如下重量配比的原料己二酸鈉77%、十二烷基苯磺 酸鈉10.8%、Na2S046 %、Na2C034%、氧化鈷0.2%，氧化鎂2 %，將其混合，攪拌均勻即可。不采用添加劑的脫硫情況脫硫方法將固含量為30%的石灰石漿液打入吸收塔，漿液對逆流而上的煙氣進 行噴淋，洗滌，隨后在漿池內被空氣氧化為CaSO4,最后被送入到石膏脫水系統，分離成石膏 和水。脫硫效果脫硫系統中負荷為23MW，SO2入口濃度5000ppm，四臺漿液循環泵同時運 行，脫硫效率92%，脫硝率為30%，脫汞率為10%。吸收塔內pH值為5.8時，CaCO3含量為 3. 40%, CaSO3含量為1.85%，CaSO4含量為75. 45%。石膏含水量為10. 59%。采用添加劑后的脫硫情況加入1. 5噸已配制好的添加劑和石灰石、水混合，添加劑濃度為1500ppm，石灰石 粉占漿液總質量的30%，形成的石灰石漿液噴入吸收塔中，停用兩臺漿液循環泵，脫硫效率 增至96%，脫硝率和脫汞率分別增至50%和40%。吸收塔內pH值為5. 8時，CaCO3含量為 1. 08%，CaSO3含量為0. 34%，CaSO4含量為89. 37%。石膏含水量為9. 64% 實施例3 添加劑的配制取如下重量配比的原料丁二酸鈉78%、十二烷基苯磺 酸鈉9 %、Na2C037. 5 %、氧化鈷0. 5 %、氧化鎂5 %，將其混合，攪拌均勻即可。不采用添加劑的脫硫情況脫硫方法將固含量為30%的石灰石漿液打入吸收塔，漿液對逆流而上的煙氣進 行噴淋，洗滌，隨后在漿池內被空氣氧化為CaSO4,最后被送入到石膏脫水系統，分離成石膏 和水。脫硫效果脫硫系統中負荷為25MW，SO2入口濃度6000ppm，四臺漿液循環泵同時運 行，脫硫效率90%，脫硝率為30%，脫汞率為10%。吸收塔內pH值為6.0時，CaCO3含量為 3. 64%，CaSO3含量為2. 05%，CaSO4含量為74. 78%。石膏含水量為13. 86%。采用添加劑后的脫硫情況將配制好的添加劑加入到地坑中，添加工藝水進行溶解，再用地坑泵打到吸收塔內，添加劑在吸收塔內的濃度為400ppm，停用一臺漿液循環泵，脫硫效率增至98 %，脫硝率 和脫汞率均為60%。吸收塔內pH值為5. 8時，CaCO3含量為1. 44% ,CaSO3含量為0. 56%， CaSO4含量為85. 83%。石膏含水量為9. 55%。實施例4 添加劑的配制取如下重量配比的原料己二酸鈉80%、十二烷基苯磺 酸鈉8. 5 %、Na2C036 %、氧化鈷0. 5 %、氧化鎂5 %，將其混合，攪拌均勻即可。不采用添加劑的脫硫情況脫硫方法將固含量為30%的石灰石漿液打入吸收塔，漿液對逆流而上的煙氣進 行噴淋，洗滌，隨后在漿池內被空氣氧化為CaSO4,最后被送入到石膏脫水系統，分離成石 膏和水。脫硫效果脫硫系統中負荷為30MW，SO2入口濃度7000ppm，四臺漿液循環泵同時 運行，脫硫效率88%，脫硝率和脫汞率均為20%。吸收塔內pH值為5.6時，CaCO3含量為 2. 95%, CaSO3含量為1. 43%，CaSO4含量為78. 69%。石膏含水量為12. 30%。采用添加劑后的脫硫情況將配制好的添加劑加入到地坑中，用地坑中已有的漿液進行溶解，再用地坑泵打 到吸收塔內，添加劑在吸收塔內的濃度為500ppm，停用一臺漿液循環泵，脫硫率、脫硝率、脫 汞率分別增至96%、50%、40%。吸收塔內pH值為5.6時，CaCO3含量為1.21%，CaSO3含 量為0.65%，CaSO4含量為89. 74 %。石膏含水量為8. 89 %。實施例5 添加劑的配制取如下重量配比的原料己二酸鈉80%、十二烷基苯磺 酸鈉5. 2 %、Na2C036 %、氧化鈷0. 8 %、氧化鎂8 %，將其混合，攪拌均勻即可。不采用添加劑的脫硫情況脫硫方法將固含量為30%的石灰石漿液打入吸收塔，漿液對逆流而上的煙氣進 行噴淋，洗滌，隨后在漿池內被空氣氧化為CaSO4,最后被送入到石膏脫水系統，分離成石膏 和水。脫硫效果脫硫系統中負荷為觀麗，SO2入口濃度lOOOOppm，四臺漿液循環泵同時運 行，脫硫效率85%，脫硝率和脫汞率分別為10%、30%。吸收塔內pH值為6. 0時，CaCO3含 量為3. 64 %，CaSO3含量為2.05%，CaSO4含量為74. 78 %。石膏含水量為16. 76 %。采用添加劑后的脫硫情況將配制好的添加劑加入到地坑中，用地坑中已有的漿液、不足時添加工藝水進行 溶解，再用地坑泵打到吸收塔內，添加劑在吸收塔內的濃度為lOOOppm，不停用漿液循環泵， 脫硫率、脫硝率、脫汞率分別增至95^^40^^50 ^吸收塔內pH值為5.8時，CaCO3含量為 1. 35%，CaSO3含量為0. 44%，CaSO4含量為86. 78%。石膏含水量為9. 79%。實施例6 添加劑的配制取如下重量配比的原料辛酸鈉78%、十二烷基苯磺酸 鈉9. 8 %、Na2SO4IO %、氧化鈷0. 2 %、氧化鎂2 %，將其混合，攪拌均勻即可。不采用添加劑的脫硫情況脫硫方法將固含量為30%的石灰石漿液打入吸收塔，漿液對逆流而上的煙氣進 行噴淋，洗滌，隨后在漿池內被空氣氧化為CaSO4,最后被送入到石膏脫水系統，分離成石膏 和水。脫硫效果脫硫系統中負荷為33MW，SO2入口濃度lOOOOppm，四臺漿液循環泵同時運 行，脫硫效率80%，脫硝率和脫汞率分別為20^^40 ^吸收塔內pH值為6. 0時，CaCO3含 量為3. 64 %，CaSO3含量為2.05%，CaSO4含量為74. 78 %。石膏含水量為16. 76 %。采用添加劑后的脫硫情況將配制好的添加劑加入到地坑中，用地坑中已有的漿液進行溶解，再用地坑泵打到吸收塔內，添加劑在吸收塔內的濃度為1200ppm，不停用漿液循環泵，脫硫率、脫硝率、脫 汞率分別增至95%、30%、50%。吸收塔內pH值為6.0時，CaCO3含量為1.47%，CaSO3含 量為0.23%，CaSO4含量為88. 96 %。石膏含水量為8. 78 %。
權利要求
1.一種用于燃煤電廠濕法脫硫的添加劑，其特征在于按照重量百分比計算，它是由 70-80%烷基羧酸基鹽類、5-10%石灰石活化劑、2-10%金屬氧化物和5-15%表面活性劑組 成的。
2.根據權利要求1所述用于燃煤電廠濕法脫硫的添加劑，其特征在于所述烷基羧酸 基鹽類選自2、3、4、5、6、8、10、12個碳鏈烷基的單烷基羧酸鹽或2、3、4、5、6、8、10、12個碳鏈 烷基的二烷基羧酸鹽中的至少一種。
3.根據權利要求1所述用于燃煤電廠濕法脫硫的添加劑，其特征在于所述石灰石活 化劑是Na2CO3和/或Na2SO4。
4.根據權利要求1所述用于燃煤電廠濕法脫硫的添加劑，其特征在于所述金屬氧化 物是重量比為10 1的MgO和Co3O40
5.根據權利要求1所述用于燃煤電廠濕法脫硫的添加劑，其特征在于所述表面活性 劑為十二烷基苯磺酸鈉。
6.用權利要求1-5中任一項所述添加劑的燃煤電廠濕法脫硫方法，其特征在于包括 以下步驟(a)將添加劑、石灰石粉和水加入石灰石漿液箱中，添加劑濃度為500-2000ppm，石灰 石粉占漿液總質量的30%，然后攪拌混勻；(b)將石灰石漿液噴入吸收塔內，噴淋而下的漿液與逆流而上的含二氧化硫的煙氣直 接接觸，進行吸收反應，反應后的漿液被氧化風機鼓入的空氣氧化，待漿液密度合格后排 出；(c)從吸收塔排出的漿液送至石膏脫水系統進行脫水處理，分離成石膏和水。
7.用權利要求1-5中任一項所述添加劑的燃煤電廠濕法脫硫方法，其特征在于包括 以下步驟(a)將添加劑加至地坑中，用地坑中已有的漿液和/或添加工藝水進行溶解，再用地坑 泵打入吸收塔中；(b)含有添加劑的漿液在吸收塔中噴淋而下，對逆流而上的含二氧化硫的煙氣進行噴 淋、吸收，吸收后的漿液被氧化風機鼓入的空氣氧化，待漿液密度合格后排出；(c)從吸收塔排出的漿液送至石膏脫水系統進行脫水處理，分離成石膏和水。
全文摘要
本發明公開了一種燃煤電廠濕法脫硫方法及其所用的添加劑。按照重量百分比計算，該添加劑是由70％-80％烷基羧酸基鹽類、5％-10％石灰石活化劑、2％-10％金屬氧化物和5％-15％表面活性劑組成的。本發明所采用的添加劑能夠提高吸收塔的脫硫效率，適應高硫煤，使SO2出口濃度達標，還能不同程度地停用漿液循環泵，達到節能的目的；且該添加劑易溶于水，pH值呈中性，具有使用簡單方便且使用過程中不產生氣泡，不腐蝕設備的特點；應用該添加劑的脫硫方法不僅能夠減少石灰石用量，提高CaSO3氧化效率和石膏純度，提升石膏的脫水效率，還能夠同時降低煙氣中NO和Hg的含量，達到同時脫硫脫硝脫汞、凈化煙氣的效果。
文檔編號B01D53/80GK102101011SQ20101060634
公開日2011年6月22日 申請日期2010年12月24日 優先權日2010年12月24日
發明者李建瀏, 沈煜暉, 蘇軍劃, 金穎姍, 陶愛平 申請人:中國華電工程(集團)有限公司, 華電環保系統工程有限公司