烟气脱硫技术中添加剂的选用

_Basic Sciencel 基础科学pCSb烟气脱硫技术中添加剂的选用刘敏丽内蒙古机电职业技术学院冶金与材料工程系，内蒙古呼和浩特010070 .摘要因石灰石价廉易得,被广泛应用于烟气脱硫过程中。但因其溶解度小而液相传质差,影响其利用和脱硫率,难于推广。向石灰石浆液中添加某些化合物，可有效地提高液相传质系数,明显提高脱硫率,降低脱硫成本.关键词脱硫;添加剂;无机;有机中图分类号TQ536文献标识码A .文章编号1674-6708 (2010) 29-0105-021添加剂的分类添加 剂浓度溶出Ca2+浓度添加剂浆液浓度浆液pH在石灰石-石膏烟气脱硫过程中加入添加剂可起到以下几方( mmol/L)面的作用: 1)提高吸收剂的反应活性;2)提高sO2的脱除率;3)空白)10% .9.101.88抑制结垢;4)起缓冲液的作用。添加剂可分为无机添加剂和有机5%9.131.8010%7.70添加剂两大类，目前这两类添加剂在不同的国家均有不同程度的.5597.663.25工业应用及研究。乙酸6.993.681.1无机添加剂6.91无机添加剂多是碱或碱性物质,包括CaCl、Na,SO2、 MgS04、8.423.94Mg0、Mg(OH)2 等。它可以改变脱硫剂浆液的离子平衡,强化脱硫乙酸钠8.72过程,同时金属离子对脱硫反应有催化作用。其中以镁与钠类添9.322.82加剂应用得较多。5% _9.517.526.701.2有机添加剂2.57.218.13己二酸国外研究表明,向以石灰石为脱硫剂的浆液中加入有机添加6.967.31剂，可进一步提高脱硫率和吸收剂的利用率。A.A.Charles!I 认为:6.728.74有机添加剂能增强气液界面与液相主体之间的PH缓冲能力,从10.02而提高脱硫率。J.C.Dickerman 认为,凡是PH=3-5.3之间的缓冲溶10.42液都能提高与SO,反应所需的溶解碱组分而促进SsO,的吸收。钠10.28有机添加剂通常呈弱酸性。它可以缓冲脱硫剂浆液的PH值,10.65_ 4.88强化SO,溶解过程,同时低PH能加速脱硫剂溶解。理想的有机添7.3314.45加剂应具有适宜的PH缓冲作用、挥发性低价格便宜无毒等条件。柠檬酸7.1816.786.4216.13根据离解常数( pKa),比较合适的有:乙酸、苯甲酸、羟基乙酸、62618.33己二酸、DBA ( Dibasic Aeids).间苯二甲酸和磺基丙酸等。考虑0816.76挥发性,乙酸和苯甲酸不适合使用;羟基乙酸的抗挥发性较好,10.00但其pKa值很小，只有当浓度大时才会起作用;己二酸和间苯二甲酸都是二元酸,但其中第二个羧基只能部分起强化作用;因磺内9.9710.44_5910.14基丙酸可能在脱硫过程中由丙烯和HSO;现场反应生成，是一个强有力的有机添加剂。表1添加剂对石灰石浆液促溶作用实验结果由表中可以看出,浆液浓度为5%时,对于2.5mmo/L添加剂,2添加剂的优选实验实验所用试剂乙酸、乙酸钠、己二酸、氢氧化钠、柠檬酸、溶出钙离子浓度由大到小次序是:柠檬酸>己二酸>柠檬酸钠>柠檬酸钠及乙二胺四乙酸钠( EDTA)等均为分析纯( AR),浆液乙酸>已二酸钠>乙酸钠,其中柠檬酸的促溶效果是空白实验的9.3倍，而效果最差的乙酸钠,其促溶效果是空白实验的1.6倍;PH由PH-3C型精密PH计测量。对于5mmol/L添加剂,溶出钙离子浓度由大到小次序是:柠檬酸2.1添加剂对石灰石浆液的促溶实验>己二酸>柠檬酸钠>己二酸钠>乙酸>乙酸钠，其中柠檬酸的石灰石(过300日分子筛)浆液浓度为5%和10%，做不促溶效果是空白实验的10.2倍,而效果最差的乙酸钠,其促溶效加添加剂即空白实验和添加剂实验,添加剂浓度为2.5mmol/L和果是空白实验的1.8倍。5mmol/L,考察浆液PH和浆液中Ca2+溶出量。浆液浓度为 10%时,对于2.5mmol/L添加剂,溶出钙离子浓采用EDTA滴定法测定Ca2+溶出量:取配制好的一-定浓度度由大到小次序是:柠檬酸>柠檬酸钠>已二酸>己二酸钠>乙的石灰石浆液25mL,放置在250mL的烧杯中,加水(或添加剂)酸钠>乙酸,其中柠檬酸的促溶效果是空白实验的7.7倍,而效果50mL,三乙醇胺5mL (掩蔽Fe2+, AIP+), 摇匀，加入20%的氢氧最差的乙酸，其促溶效果是空白实验的1.6 倍;对于5mmol/L添加化钠溶液12mL (pH> 12, 同时掩蔽Mg2+),加入3~5滴K-B指剂，溶出钙离子浓度由大到小次序是:柠檬酸>柠檬酸钠>已二示剂,用EDTA标准溶液滴定至溶液由酒红色变为蓝色。EDTA溶酸>已二酸钠>乙酸>乙酸钠,其中柠檬酸的促溶效果是空白实液的浓度标定后为0.0214mo/L,消耗EDTA体积为VmL,则浆液验的8.6倍,而效果最差的乙酸钠,其促溶效果是空白实验的1.5倍。中Ca2"溶出量计算式为C=V x 0.021425( mol/L )。实验结果见表1。由此可以得出，中国煤化工果不同,向添加剂对石灰石浆液促溶作用实验结果石灰石浆液体系中添YHCN MH G地提高石灰作者简介:刘敏丽，职务:冶金与材料工程系副主任、副教授，工作单位:内蒙古机电职业技术学院，主要从事专业教学与专业技术研究105 2010.10(下《科技传 播》pcSu基础科学Basic Science_石的溶解速率，可以促进so,吸收，且添加剂浓度越大效果越好，实验选取浓度为5mmol/L乙酸钠、己二酸钠和柠檬酸钠三种而柠檬酸和己二酸更有利于CaCO,溶解;通过添加一定浓度的有有机酸盐溶液,在浓度为2%的石灰石(过300目分子筛)浆液中，机酸或有机酸盐,可以大大减小石灰石粒度,增强石灰石反应率。每15分钟用移液管移取0.25mL(1 : 1)盐酸，记录PH值。图1同时可以看出,有机酸的促溶效果要比其对应的有机酸盐效果好。对于有机酸添加剂,对低浓度石灰石浆液的促溶作用要比对高浓由图可知,对于5mmol/L添加剂,有机酸盐对浆液PH缓冲度石灰石浆液的促溶效果好，这主要是因为添加同样浓度有机酸性能由大到小次序是:已二酸钠>乙酸钠>柠檬酸钠。以5mmo0/后，低浓度石灰石浆液的PH值比高浓度石灰石浆液PH低,提高L已二酸钠为例,溶液中因为有已二酸的生成,使溶液PH缓冲能了固液界面上的H+浓度,提高了H+的传质推动力,加快了H+力加强,有利于CaCO,的溶解。盐酸滴定量小于0.75mL时,有机的传质速率，同时由于反应面向石灰石表面移动，减小了的传质.酸盐缓冲作用不明显，当盐酸滴定量为1.25mL 时，5mmo/L 己二距离,加快了的传质速率,从而加快了石灰石的溶解速率。酸钠存在的浆液体系，其PH为4.35,较空白实验浆液PH,提高2.2添加剂对浆液pH的缓冲性能实验了近3个单位,缓冲作用较好。研究表明,在石灰石-石膏WFGD系统中加入添加剂可以缓实验选取浓度为5mmol/L乙酸钠、已二酸钠和柠檬酸钠三种2)硫酸滴定解浆液PH的降低,促进CaC0,的溶解，从而提高脱硫率和脱硫有机酸盐溶液,在浓度为2%的石灰石(过300日分子筛)浆液中，剂的利用率。采用盐酸和硫酸滴定含有添加剂的石灰石浆液的方每15分钟用移液管移取0.2mL(1 : 10)硫酸，记录PH值。图2法，模拟WFGD中吸收SO,的过程，比较几种有机酸盐对浆液pH波动的缓冲性能,从而优选较好的添加剂。由图表可知,对于5mmo0/L添加剂,有机酸盐对浆液pH缓1)盐酸滴定冲性能由大到小次序是:己二酸钠>柠檬酸钠>乙酸钠。硫酸滴Smmol/L添 加剂缓冲性能◆空定量小于1.6mL时，有机酸盐缓冲作用不明显，当硫酸滴定量为2mL.时，5mmol/L乙酸钠、己二酸钠和柠檬酸钠存在的浆液体系,- +已二酸PH分别为4.47, 5.44 和4.93,较空白实验浆液PH,分别提高了- *柠檬酸钠2.4，3.4和2.9个单位。对于己二酸钠,继续添加硫酸至2.6ml,仍能保持PH在3.5以上，可见已二酸钠的缓冲作用更好。同时,为了验证硫酸溶解石灰石生成的石膏附着在石灰石表面阻碍其溶解的现象不存在,实验采用EDTA滴定法测定Ca2*溶0.51.出量,对于缓冲效果较好的己二酸钠和柠檬酸钠存在的石灰石浆1: 1盐酸加入量/mL液体系中，Ca2+ 溶出量分别是22.08mmol/L和22.26mmol/Lo图1盐酸滴定时添加剂的缓冲性能3结论通过添加剂对石灰石浆液的促溶实验及对浆液PH的缓冲性mo/L添加剂缓冲性能能实验比较,柠檬酸和己二酸的促溶作用较好,而乙酸促溶效果◆空白不明显。实验还表明，已二酸具有水溶性、低挥发、化学稳定和12十乙酸钠10-★己二酸无毒等优点,且市场供应充足、成本低,在有机酸中是最佳选择。而己.二酸钠的缓冲作用较乙酸钠和柠檬酸钠更突出。参考文献[1]孙文寿，吴忠标，谭天恩旋流板塔镁强化石灰脱硫过程研究[J].环境科学，2001， 22(3): 104-107.1: 10硫酸加入量/mL[2]孙文寿，吴忠标，李悦，等.添加剂强化石灰石/石灰FCD .图2硫酸滴定时添加剂的缓冲性能过程的某些浆料特性[J].环境科学研究，2003， 16(4): 50-53.↑↑(上接第115页)主要集中于国外研究,国内鲜有报道。但涉及的领域基本覆盖了了很大的进展。随着激光技术的发展和检测装置的改进,拉曼光石油化工各领域见表--,包括烃族组成分析、燃料质量指标检测、谱技术在当代工业生产和科学研究中必将得到越来越广泛的应用。输油管线油品混油监控和油品在线调和。3.5拉曼光谱技术在物证鉴定中的应用拉曼光谱技术无损样品的优越性使其可广泛应用于各类理化参考文献.[1]张延会，吴良平，孙真荣.拉曼光谱技术应用进展[J].化物证的鉴定中。目前.国内相关报道主要集中在利用显微拉曼光谱学教学，2006， 4: 32-35.技术分析油墨、纸张、爆炸物、射击残留物、纤维、玻璃、泥土、[2]陈宁等.拉曼光谱技术及其在物证鉴定中的应用[J].中国涂料以及汽油、化妆品等。DNA是生物遗传信息的载体,是生物遗传的物质基础。随着[3]曾祥志等.拉曼光谱在考古研究中的应用[J].赣南师范学细胞研究工作的深人,许多问题更需要在分子水平上去研究。药物、院学报，2008， 6: 32-33.温度、紫外线、酸度、γ射线等对DNA的损伤和影响,通过对作[4]邓利，黎良财.拉曼光谱技术.在林业中的应用[J].中国科用前后的拉曼光谱分析,可以获知DNA的脱氧核糖、碱基和整个技信息，2008， 15.骨架的转动和振动以及空间构型变化等重要信息。4结论[5]田高友。拉曼中国煤化工展[1].现代科学仪器.2009，4拉曼光谱技术已广泛应用于医药、文物、宝石鉴定和法庭科[6)陈宁， 等..YHCNMHG应用[].中学等领域。近年来该技术在细胞和组织的癌变方面的检测也取得国人民公安大学学报;自然科学版.2009，2: 2-3.《科技传播》201010(下106