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脫硫增效劑

來源:本站 時(shí)間:2022-09-27 點(diǎn)擊數(shù):

 

 脫硫工藝介紹:

    目前的脫硫方法一般分為燃燒前脫硫、燃燒中脫硫、燃燒后脫硫三類,燃燒后脫硫,又稱煙氣脫離(FGD)。按脫硫過程中干濕狀態(tài)分:干法脫硫、半干法脫硫、濕法脫硫。按脫硫劑分:有鈣法、鎂法、氨法、亞硫酸鈉法和有機(jī)酸法,其中鈣法占脫硫方法的90%以上。

    濕法FGD脫硫技術(shù)是用含有吸收劑的溶液或漿液在濕狀態(tài)下脫硫和處理脫硫產(chǎn)物,該法具有脫硫反應(yīng)速度快,設(shè)備簡(jiǎn)單,脫硫效率高等優(yōu)點(diǎn),但腐蝕嚴(yán)重、運(yùn)行維護(hù)費(fèi)高、易造成二次污染。

   石灰石膏法脫硫工藝是世界上運(yùn)用最廣泛的一種脫硫工藝,由于塔內(nèi)的吸收漿液通過循環(huán)泵反復(fù)循環(huán)與煙氣接觸,吸收劑利用效率很高,鈣硫比較低,脫離效率可達(dá)到95%以上。

   石灰石-石膏濕法脫硫工藝系統(tǒng)主要由石灰石漿液制備系統(tǒng)、煙氣系統(tǒng)、二氧化硫吸收系統(tǒng)、石膏脫水系統(tǒng)、工藝水系統(tǒng)、排空系統(tǒng)、壓縮空氣系統(tǒng)、及廢水處理系統(tǒng)等組成。

影響脫硫效率的因素

1.PH值變化的影響:

    PH值是石灰石-石膏法脫硫的一個(gè)極其重要的因素,一方面PH影響SO2的吸收過程,吸收塔內(nèi)循環(huán)漿液的PH值隨著漿液中的Ca 2+的含量而發(fā)生變化,進(jìn)入吸收塔的石灰石漿液增大,PH值越高, SO2的吸收速率加快。另一方面PH值影響 CaCO3、CaSO4·2H2OCaSO3·1/2H2O的溶解度,隨著PH值升高, CaCO3的溶解度明顯下降。在正常脫硫過程中,隨著SO2的吸收,漿液的PH值下降,漿液中 CaCO3的含量增加,石灰石表面形成一層液膜,液膜內(nèi)CaCO3的溶解使PH值上升,溶解度的變化使液膜內(nèi)CaCO3析出,顆粒表面鈍化,阻礙了CaCO3的溶解,抑制了吸收速度,脫硫率下降,增加了脫硫成本。

 2.石灰石粉品質(zhì)的影響:

    石灰石純度的影響:多雜質(zhì)會(huì)造成吸收劑消耗量增加;

    石灰石細(xì)度的影響:細(xì)度直接影響循環(huán)漿液的PH值和吸收塔內(nèi)石灰石的溶解量;

    石灰石的反應(yīng)活性:表示酸性環(huán)境下的轉(zhuǎn)換特性,影響脫硫反應(yīng)速度。

3.液氣比及漿液循環(huán)量的影響:

    液氣比增大表示氣液接觸幾率增加,脫硫率增大,但二氧化硫與吸收液有個(gè)氣液平衡, 液氣比超過一定值,脫硫效率不再增加。根據(jù)鍋爐的煙氣量和脫硫效率應(yīng)合理安排漿液循環(huán)泵的運(yùn)行臺(tái)數(shù)。

4.煙氣與脫硫劑接觸時(shí)間的影響:

     接觸時(shí)間越長(zhǎng),脫硫反應(yīng)越完全,脫硫效率越高。

5.煙氣溫度及煙塵濃度的影響:

     進(jìn)入吸收塔內(nèi)的煙氣溫度越低,越利于二氧化硫溶入漿液,形成HSO3—煙氣中粉塵的濃度增加不僅影響脫硫效率,而且易造成系統(tǒng)堵塞。 

6.氯離子含量的影響:

     氯離子抑制吸收塔內(nèi)的化學(xué)反應(yīng),改變PH值,降低SO42—的去除率,影響脫硫效率,同時(shí)抑制吸收劑的溶解,使石膏中的石灰石含量增加,造成浪費(fèi),影響石膏品質(zhì)。

7.煤質(zhì)的影響:

     當(dāng)實(shí)際燃用煤種的硫分高于設(shè)計(jì)硫分時(shí),鈣硫比小于設(shè)計(jì)的鈣硫比,提供的吸收劑不能滿足吸收煙氣中SO2的需要,須通過增加石灰石漿液量來維持脫硫效率;當(dāng)實(shí)際燃用煤種的硫分遠(yuǎn)高于設(shè)計(jì)硫分時(shí),即使增加石灰石漿液量也無法保證脫硫效率;當(dāng)實(shí)際燃用煤種的硫分高于設(shè)計(jì)硫分時(shí),脫硫率完全由吸收劑的量決定。

8.氧化風(fēng)量的影響:

     氧參與脫硫化學(xué)反應(yīng),使HSO3—強(qiáng)制氧化為SO42—,隨著煙氣中氧量的增加, 二水硫酸鈣的形成加快,脫硫效率率呈上升趨勢(shì)。因此,在同等條件下,增加氧化風(fēng)量可以有效提高脫硫效率。

9.CEMS系統(tǒng)儀表的影響:

     CEMS系統(tǒng)儀表經(jīng)常出現(xiàn)零點(diǎn)漂移、取樣管道積水、堵塞和漏風(fēng)等故障,導(dǎo)致CEMS系統(tǒng)工作異常,脫硫效率數(shù)據(jù)不正常。

10.吸收塔液位的影響:

     吸收塔液位增高則鈣硫比增大,煙氣中的二氧化硫與吸收液接觸反應(yīng)加劇。

脫硫劑增效原理

綜上可知:Ⅰ脫硫反應(yīng)的主要步驟在(1)和(3),一方面氣液兩相界面處SO2 溶解的低PH值,當(dāng)PH值在4-5之間時(shí),吸收的SO2主要為HSO3—,另一方面固液兩相界面處CaCO3的溶解的高PH值, Ca 2的濃度隨著PH值增大而減小,使用增效劑,由于加快了反應(yīng)(1)中產(chǎn)生的H+向液體內(nèi)部擴(kuò)散,增加了CaCO3的溶解度,從而加快了反應(yīng)(3)的速度,緩沖塔內(nèi)漿液的PH值,強(qiáng)化煙氣SO2的溶解過程,為脫硫反應(yīng)提供了堿性基團(tuán),增加了液膜傳質(zhì)因子,不僅促進(jìn)CaCO3的溶解和提高了其離解速率,減少了液相的阻力,同時(shí)也促進(jìn)了SO2的溶解,減少了氣相阻力,增強(qiáng)了各種化合物的離解。脫硫增效劑的存在,有利于CaSO4的沉淀生成,使石灰石漿液循環(huán)吸收SO2的反應(yīng)重復(fù)發(fā)生,提高了脫硫效率。在脫硫反應(yīng)過程中,增效劑中的金屬離子起著類似催化劑的作用,增加了反應(yīng)活性,并有利于降低石灰石粉的消耗,對(duì)石膏品質(zhì) 無不良影響。

脫硫增效劑主要成分

復(fù)合反應(yīng)催化劑—— 降低反應(yīng)能,提高反應(yīng)速度;

  表面活性劑——改變固液界面的潤(rùn)濕性,提高界面的傳質(zhì)速率增加吸收劑漿液反應(yīng)活性,提高碳酸鈣總反應(yīng)速率;

  不成鹽氧化物——降低石灰石漿液表面張力,減少臨界晶核半徑,強(qiáng)化亞硫酸根的氧化;

  復(fù)合隧道形成劑——緩沖漿液PH,促進(jìn)二氧化硫吸收和碳酸鈣溶解

  高分子羥基鹽類化合物——促進(jìn)二氧化硫溶解

脫硫增效劑作用

1.通過改變氣液接觸界面性質(zhì),降低氣液間的表面張力,提高氣體向液體擴(kuò)散速度。

2.加強(qiáng)氫離子傳遞,促進(jìn)石灰石溶解,緩沖PH波動(dòng),維持系統(tǒng)穩(wěn)定,提供脫硫效率。

3.抑制吸收部位亞硫酸鹽氧化,防止共混亞硫酸與硫酸鈣混合垢形成。

4.通過改變硫酸鈣結(jié)晶的特性,防止結(jié)晶體在噴嘴等部位沉積。

5.脫硫增效劑含有的有效成分在石灰石漿液與煙氣SO2接觸時(shí),在氣、液、固三相界面處能夠明顯改善脫硫的化學(xué)反應(yīng)和傳質(zhì)條件,促進(jìn)石灰石顆粒的溶解并提高反應(yīng)活性,加快漿液與SO2反應(yīng)速度,同時(shí)增效劑的分散作用,還能減緩系統(tǒng)內(nèi)結(jié)垢傾向,提高系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性和穩(wěn)定性。

脫硫增效劑劑使用效果

A .提高和穩(wěn)定脫硫效率

在一般情況下可提高脫硫效率5—10%,由于其擁有的緩沖作用,可在漿液較低的PH值下保持所需的脫硫效率

B. 增加對(duì)煤含硫變化的適應(yīng)性

能夠提高脫硫系統(tǒng)對(duì)燃煤含硫增加的適應(yīng)性,拓寬煤炭摻燒途徑, 降低發(fā)電成本,降低脫硫電價(jià)考核和環(huán)保處罰的風(fēng)險(xiǎn)

    C. 節(jié)能降耗

      可在較低的液氣比下保持所需的脫硫效率,從而減少漿液循環(huán)強(qiáng)度,合理調(diào)整漿液循環(huán)泵的運(yùn)行,降低脫硫系統(tǒng)能耗,達(dá)到節(jié)能減耗的目的,并能減少煙氣帶出水滴對(duì)減輕后級(jí)設(shè)備的結(jié)垢堵塞有一定好處

    D. 降低脫硫系統(tǒng)投資費(fèi)用

       在相同的脫硫效率條件下,可以減少噴淋層的設(shè)置及可縮減吸收塔的高度,減少漿液池的體積和循環(huán)泵的數(shù)量,最終節(jié)省投資費(fèi)用,也可以節(jié)省水費(fèi)、電費(fèi)等運(yùn)行費(fèi)用。