CN103386242A - 一种烟气脱硫增效剂 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种烟气脱硫增效剂，其特征在于，所述脱硫增效剂的组份及各组份的质量百分含量为：己二酸：30-60%；羧甲基纤维素钠：25-50%；碳酰二胺：2-20%；催化氧化剂：3-20%。本发明提供的烟气脱硫增效剂，配方简单，脱硫效率高，且能降低烟气中的NOx含量。

Description

一种烟气脱硫增效剂
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-石膏脱硫法，其工作原理是用石灰石作为吸收剂，吸收烟气中的SO2，生成亚硫酸钙，亚硫酸钙在氧化塔内被空气氧化成硫酸钙，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。
随着煤炭资源的大量开采和使用，煤炭品质逐渐降低，使得电站煤粉锅炉的烟气含硫量逐渐升高，远超过脱硫***烟气含硫量的设计值，使脱硫设施超负荷运行，导致***不能连续、稳定运行。现有技术中，在不改造原有脱硫设备的前提下，应用脱硫增效剂提高设备的脱硫效率是较为有效的方法。
目前可用于石灰石-石膏湿法脱硫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2-5h；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；且现有的脱硫增效剂配方，主要是对吸收烟气中的SO2起促进作用，而烟气中的NOx排放量没有得到改善。
发明内容
本发明的目的在于克服以上缺点，提供一种脱硫效率高，能降低烟气中的NOx含量，且配方简单的湿法烟气脱硫增效剂。
本发明的技术方案是：
一种烟气脱硫增效剂，所述脱硫增效剂的组份及各组份的质量百分含量为：己二酸：30-60％；羧甲基纤维素钠：25-50％；碳酰二胺：2-20％；催化氧化剂：3-20％。
进一步地，所述催化氧化剂为硫酸铁、硫酸铜、硫酸锰中的至少一种。
进一步地，所述脱硫增效剂的组份及各组份的质量百分含量为：己二酸：35-55％；羧甲基纤维素钠：30-45％；碳酰二胺：4-18％；硫酸铁：2-8％；硫酸铜：1-5％；硫酸锰：1-5％。
进一步地，所述脱硫增效剂的组份及各组份的质量百分含量为：己二酸：40-50％；羧甲基纤维素钠：30-40％；碳酰二胺：8-15％；硫酸铁：3-5％；硫酸铜：1-3％；硫酸锰：2-4％。
本发明提供的脱硫增效剂，具有如下优点：
1、脱硫效率高，同时能降低烟气中的NOx含量。本发明提供的烟气脱硫增效剂，属于有机、无机化合物复合型脱硫增效剂，具有促进石灰石溶解、SO2溶解吸收、提高脱硫效率的功效。反应式如下：
有机羧酸电离生成H+
R(COOH)n→R(COO-)(n-1)+H+→R(COO-)(n-2)+2H+→…
烟气中SO2溶解，水合电离生成H+
SO2+H2O→H2SO3
H2SO3→2H++HSO3 -
H+重新与羧酸根离子结合，生成有机羧酸
R(COO-)n+nH+→R(COO-)(n-1)(COOH)+(n-1)H+→…R(COOH)n
碳酸钙的溶解
Figure BDA00001608016400022
Figure BDA00001608016400023
与NOX反应生成N2
NOX+CO(NH2)2→CO2+N2+H2O
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，有机羧酸根离子与H+反应生成有机羧酸，使得H+被传递到液相主体，液膜中H+浓度降低，促进了SO2的溶解，同时缓解pH值下降速度；在固相表面和液膜中，溶解的CO3 -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，从而保证脱硫***稳定、高效运行，提高脱硫效率；同时增效剂的碳酰二胺能与NOX反应生成N2，从而降低NOX的含量。
复合型脱硫增效剂中，己二酸是有机二元酸，具有较强的稳定性，在水中电离产生H+，H+与羧酸根离子结合生成有机羧酸，使得增效剂中的有机羧酸成分作为催化剂，提高脱硫效率。增效剂中的羧甲基纤维素钠属于有机酸聚合物盐类物质，作为脱硫塔浆液的pH值缓冲剂，使脱硫塔浆液的pH值在设计硫分范围情况下稳定在最佳反应范围，促进SO2的吸收及碳酸钙的溶解，从而提高脱硫效率，同时羧甲基纤维素钠能有效促进硫酸钙的结晶及硫酸钙晶体的生长，从而促进脱水***正常、稳定运行。
增效剂中的碳酰二胺，是一种碱性物质，能显著提高脱硫浆液的pH值，保证***在最佳工况下运行；碳酰二胺与烟气中的NOx反应，生成N2，降低烟气中NOx的排放量，提高烟气的净化效果。
硫酸铁、硫酸锰、硫酸铜作为催化氧化剂，催化氧化生成的亚硫酸钙迅速氧化成硫酸钙，提高氧化空气的利用效率，即使在脱硫***超过设计值运行情况下，氧化风机不需要进行增容改造。
使用本发明提供的烟气脱硫增效剂，在不进行脱硫***增容改造的前提下提高脱硫***的脱硫效率，在吸收塔入口SO2浓度超出设计值50％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。同时，本发明提供的烟气脱硫增效剂，能降低烟气中的NOx排放量，进一步提高烟气的净化效果，NOx排放量可降低20-50％。
2、增效剂使用量少，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0.4-0.6‰，以后的加入量根据SO2浓度以及增效剂的损耗量计算补充，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入口烟气SO2设计浓度为1584mg/Nm3的脱硫***中，具体实施例如下：
实施例1
脱硫增效剂的组份及各组份的重量百分比为：
(总重量为100Kg)
  组分   己二酸   羧甲基纤维素钠   碳酰二胺   硫酸铁   硫酸铜   硫酸锰
  重量(kg)   30   50   17   1   1   1
  重量百分比(％)   30   50   17   1   1   1
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***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的浓度设计值为1584mg/Nm3的脱硫***中，脱硫***的入口烟气SO2的浓度实际值为2500mg/Nm3时，出口烟气中SO2的浓度为120mg/Nm3，液气比为10.2，钙硫比为1.03，脱硫效率为95.2％，NOx的排放量降低46％。
实施例2
脱硫增效剂的组份及各组份的重量百分比为：
(总重量为100Kg)
  组分   己二酸   羧甲基纤维素钠   碳酰二胺   硫酸铁   硫酸铜   硫酸锰
  重量(kg)   60   25   2   5   3   5
  重量百分比(％)   60   25   2   5   3   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‰；
c、脱硫***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的浓度设计值为1584mg/Nm3的脱硫***中，脱硫***的入口烟气SO2的浓度实际值为2700mg/Nm3时，出口烟气中SO2的浓度为143mg/Nm3，液气比为10.2，钙硫比为1.02，脱硫效率为94.7％，NOx的排放量降低20％。
实施例3
脱硫增效剂的组份及各组份的重量百分比为：
(总重量为100Kg)
  组分   己二酸   羧甲基纤维素钠   碳酰二胺   硫酸铁   硫酸锰
  重量(kg)   35   30   15   10   10
  重量百分比(％)   35   30   15   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；
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‰；
c、脱硫***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的浓度设计值为1584mg/Nm3的脱硫***中，脱硫***的入口烟气SO2的浓度实际值为3000mg/Nm3时，出口烟气中SO2的浓度为190mg/Nm3，液气比为10.2，钙硫比为1.01，脱硫效率为93.6％，NOx的排放量降低48％。
实施例4
脱硫增效剂的组份及各组份的重量百分比为：
(总重量为100Kg)
  组分   己二酸   羧甲基纤维素钠   碳酰二胺   硫酸铁   硫酸铜
  重量(kg)   32   35   20   8   5
  重量百分比(％)   32   35   20   8   5
将上述脱硫增效剂应用到入口烟气SO2的浓度设计值为1584mg/Nm3的脱硫***中，脱硫***的入口烟气SO2的浓度实际值为2600mg/Nm3时，出口烟气中SO2的浓度为135mg/Nm3，液气比为10.2，钙硫比为1.03，脱硫效率为94.8％，NOx的排放量降低50％。
实施例5
脱硫增效剂的组份及各组份的重量百分比为：
(总重量为100Kg)
  组分   己二酸   羧甲基纤维素钠   碳酰二胺   硫酸铁
  重量(kg)   40   40   8   12
  重量百分比(％)   40   40   8   12
将上述脱硫增效剂应用到入口烟气SO2的浓度设计值为1584mg/Nm3的脱硫***中，脱硫***的入口烟气SO2的浓度实际值为2800mg/Nm3时，出口烟气中SO2的浓度为154mg/Nm3，液气比为10.2，钙硫比为1.01，脱硫效率为94.5％，NOx的排放量降低38％。
实施例6
脱硫增效剂的组份及各组份的重量百分比为：
(总重量为100Kg)
  组分   己二酸   羧甲基纤维素钠   碳酰二胺   硫酸铜
  重量(kg)   45   38   7   10
  重量百分比(％)   45   38   7   10
将上述脱硫增效剂应用到入口烟气SO2的浓度设计值为1584mg/Nm3的脱硫***中，脱硫***的入口烟气SO2的浓度实际值为2500mg/Nm3时，出口烟气中SO2的浓度为130mg/Nm3，液气比为10.2，钙硫比为1.02，脱硫效率为94.8％，NOx的排放量降低30％。
实施例7
脱硫增效剂的组份及各组份的重量百分比为：
(总重量为100Kg)
  组分   己二酸   羧甲基纤维素钠   碳酰二胺   硫酸锰
  重量(kg)   38   42   12   8
  重量百分比(％)   38   42   12   8
将上述脱硫增效剂应用到入口烟气SO2的浓度设计值为1584mg/Nm3的脱硫***中，脱硫***的入口烟气SO2的浓度实际值为2800mg/Nm3时，出口烟气中SO2的浓度为162mg/Nm3，液气比为10.2，钙硫比为1.01，脱硫效率为94.2％，NOx的排放量降低45％。
实施例8
脱硫增效剂的组份及各组份的重量百分比为：
(总重量为100Kg)
  组分   己二酸   羧甲基纤维素钠   碳酰二胺   硫酸铜
  重量(kg)   50   35   10   5
  重量百分比(％)   50   35   10   5
将上述脱硫增效剂应用到入口烟气SO2的浓度设计值为1584mg/Nm3的脱硫***中，脱硫***的入口烟气SO2的浓度实际值为2600mg/Nm3时，出口烟气中SO2的浓度为140mg/Nm3，液气比为10.2，钙硫比为1.03，脱硫效率为94.6％，NOx的排放量降低40％。
实施例9
脱硫增效剂的组份及各组份的重量百分比为：
(总重量为100Kg)
  组分   己二酸   羧甲基纤维素钠   碳酰二胺   硫酸铁   硫酸铜   硫酸锰
  重量(kg)   55   30   4   8   1   2
  重量百分比(％)   55   30   4   8   1   2
将上述脱硫增效剂应用到入口烟气SO2的浓度设计值为1584mg/Nm3的脱硫***中，脱硫***的入口烟气SO2的浓度实际值为2900mg/Nm3时，出口烟气中SO2的浓度为182mg/Nm3，液气比为10.2，钙硫比为1.01，脱硫效率为93.7％，NOx的排放量降低25％。
实施例10
脱硫增效剂的组份及各组份的重量百分比为：
(总重量为100Kg)
  组分   己二酸   羧甲基纤维素钠   碳酰二胺   硫酸铁   硫酸铜   硫酸锰
  重量(kg)   35   45   8   2   5   5
  重量百分比(％)   35   45   8   2   5   5
将上述脱硫增效剂应用到入口烟气SO2的浓度设计值为1584mg/Nm3的脱硫***中，脱硫***的入口烟气SO2的浓度实际值为2800mg/Nm3时，出口烟气中SO2的浓度为174mg/Nm3，液气比为10.2，钙硫比为1.01，脱硫效率为93.8％，NOx的排放量降低35％。
实施例11
脱硫增效剂的组份及各组份的重量百分比为：
(总重量为100Kg)
  组分   己二酸   羧甲基纤维素钠   碳酰二胺   硫酸铁   硫酸铜   硫酸锰
  重量(kg)   36   36   18   6   3   1
  重量百分比(％)   36   36   18   6   3   1
将上述脱硫增效剂应用到入口烟气SO2的浓度设计值为1584mg/Nm3的脱硫***中，脱硫***的入口烟气SO2的浓度实际值为2900mg/Nm3时，出口烟气中SO2的浓度为182mg/Nm3，液气比为10.2，钙硫比为1.03，脱硫效率为93.9％，NOx的排放量降低47％。
实施例12
脱硫增效剂的组份及各组份的重量百分比为：
(总重量为100Kg)
  组分   己二酸   羧甲基纤维素钠   碳酰二胺   硫酸铁   硫酸铜   硫酸锰
  重量(kg)   42   40   8   3   3   4
  重量百分比(％)   42   40   8   3   3   4
将上述脱硫增效剂应用到入口烟气SO2的浓度设计值为1584mg/Nm3的脱硫***中，脱硫***的入口烟气SO2的浓度实际值为3000mg/Nm3时，出口烟气中SO2的浓度为195mg/Nm3，液气比为10.2，钙硫比为1.02，脱硫效率为93.5％，NOx的排放量降低39％。
实施例13
脱硫增效剂的组份及各组份的重量百分比为：
(总重量为100Kg)
  组分   己二酸   羧甲基纤维素钠   碳酰二胺   硫酸铁   硫酸铜   硫酸锰
  重量(kg)   46   31   15   5   1   2
  重量百分比(％)   46   31   15   5   1   2
将上述脱硫增效剂应用到入口烟气SO2的浓度设计值为1584mg/Nm3的脱硫***中，脱硫***的入口烟气SO2的浓度实际值为2750mg/Nm3时，出口烟气中SO2的浓度为156mg/Nm3，液气比为10.2，钙硫比为1.01，脱硫效率为94.3％，NOx的排放量降低46％。
实施例14
脱硫增效剂的组份及各组份的重量百分比为：
(总重量为100Kg)
  组分   己二酸   羧甲基纤维素钠   碳酰二胺   硫酸铁   硫酸铜   硫酸锰
  重量(kg)   44   37   10   4   2   3
  重量百分比(％)   44   37   10   4   2   3
将上述脱硫增效剂应用到入口烟气SO2的浓度设计值为1584mg/Nm3的脱硫***中，脱硫***的入口烟气SO2的浓度实际值为2850mg/Nm3时，出口烟气中SO2的浓度为178mg/Nm3，液气比为10.2，钙硫比为1.02，脱硫效率为93.7％，NOx的排放量降低42％。

Claims (4)

1.一种烟气脱硫增效剂，其特征在于，所述脱硫增效剂的组份及各组份的质量百分含量为：
己二酸：30-60%；羧甲基纤维素钠：25-50%；碳酰二胺：2-20%；催化氧化剂：3-20%。
2.根据权利要求1所述的烟气脱硫增效剂，其特征在于，所述催化氧化剂为硫酸铁、硫酸铜、硫酸锰中的至少一种。
3.根据权利要求2所述的烟气脱硫增效剂，其特征在于，所述脱硫增效剂的组份及各组份的质量百分含量为：
己二酸：35-55%；羧甲基纤维素钠：30-45%；碳酰二胺：4-18%；硫酸铁：2-8%；
硫酸铜：1-5%；硫酸锰：1-5%。
4.根据权利要求2所述的气脱硫增效剂，其特征在于，所述脱硫增效剂的组份及各组份的质量百分含量为：
己二酸：40-50%；羧甲基纤维素钠：30-40%；碳酰二胺：8-15%；硫酸铁：3-5%；
硫酸铜：1-3%；硫酸锰：2-4%。
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