添加剂对烟气脱硫的强化作用

化1不呆●414●ENVIRONMENTAL PROTECTION OF CHEMICAL INDUSTRY2013年第33卷第5期添加剂对烟气脱硫的强化作用杨晓,汪黎东，许佩瑶，郭静娴(华北电力大学环境科学与工程学院，河北保定071003)[摘要] 采用鼓泡式烟气脱硫反应装置， 研究了己二酸、硫酸镁、无机盐A和无机盐B等4种添加剂的脱硫强化作用。实验结果表明:4种添加剂均能较明显地提高脱硫浆液的脱硫率，且添加无机盐A和无机盐B的脱硫效果更好;随着添加剂加入量的增加，脱硫率逐渐提高，综合考虑，本实验适宜的添加剂加入量为1.0 g/L。 现场实际应用中加人质量比为1 : l的无机盐A和无机盐B作为复合添加剂，在使用2台循环泵、烟气流量约1 020 km'/h.初始SO.质量浓度由2981 mg/Nm'增加至约3843 mg/Nm’的条件下，脱硫率仍由81.79%提高到8992%。[关键词]烟气脱硫;石灰石-石膏法;添加剂;脱硫率;废气处理[中图分类号] X701.3[文献标志码] A[文章编号] 1006- 1878(2013)05 - 0414-03Intensifying Effects of Additives on Flue Gas DesulphurizationYang Xiao，Wang Lidong, Xu Peiyao, Guo Jingxian(College of Enironmental Science and Engineering, North China Elecric Power University, Baoding Hebei 071003. China)Abstract: The intensifying effects on desulphurization rate of 4 additives, such as adipic acid,magnesium sulfate, inorganic salt A and inorganic salt B, were studied using a bubbling flue gasdesulphurization apparatus. The experimental results indicate that: All of the 4 additives can significantlyincrease the desulphurization rate of desulphurization slurry, and the desulphurization effects of inorganicsalt A and inorganic salt B are better; With the increasing of additive dosage，the desulphurization rate isincreased graually; Based on the comprehensive consideration, the suitable additive dosageis 1.0 g/L. Inthe practical application, the mixture of inorganic salt A and inorganic salt B with 1 : 1 of mass ratio wasused as the composite additive，and under the conditions of using 2 circulating pumps, gas flow 1 020 km'/h，SO2 mass concentration increased from 2 981 mg/Nm' to about 3 843 mg/Nm', the desulphurization rateis increased from 81.79% to 89.92%. .Key words: flue gas desulfurization; limestone -gypsum process; additive; desulphurization rate; wastegas treatment目前国内火电厂多采用石灰石-石膏法烟气脱加剂分为两类: -是无机添加剂，通常为可溶性硫工艺来控制SO2的排放[1-2]。由于现有脱硫工艺金属盐;二是有机添加剂，通常为弱酸性。两类添所用煤的含硫量较设计值已有大幅提升，导致脱硫加剂均已应用于烟气脱硫过程，且取得了良好的效率降低，加之新的火电厂大气污染物排放标准的实施，使得烟气脱硫形势日益严峻53-1。对现有脱[收稿日期] 2013-03-20; [修订日期] 2013-04- 22。硫工艺进行扩容改造是常用的对策，但投资和能耗[作者简介]杨晓(1987-)，女,河北省沧州市人.硕士巨大，而加入脱硫添加剂可使脱硫系统在机组负荷生，研究方向为大气污染控制。电话18730269065，电邮kldf.123@163.c增大、燃煤含硫量提高、石灰石活性降低等不利工[基金项目]中国煤化工( 51178184) ;况下的SO,脱除率仍较高5-7]，具有操作简单、投新世纪优秀人TYHCN MH G847);中央高资和运行费用低、不占用空间等优势[8-9]。脱硫添级基本科研业务费专项资金资助项目( 132D22)。第5期杨晓，等.添加剂对烟气脱硫的强化作用●415●效果[0-14。本工作采用鼓泡式烟气脱硫反应装置，比较2结果与讨论了己二酸、硫酸镁、无机盐A和无机盐B等4种添2.1含不同添加剂时的脱硫率加剂的脱硫强化作用，考察了无机盐A、无机盐B在模拟烟气中初始SO,体积分数为1.9x 10~3、和复合添加剂加入量对脱硫率的影响。并在山西太添加剂加入量为1.0 g/L的条件下，含不同添加剂时原第二热电厂烟气脱硫系统中进行了添加复合添加的脱硫率见图2。由图2可见:加入添加剂后，脱硫剂的应用试验，取得了良好的效果。率均明显提高;无机盐B的脱硫率最高，其次是无机盐A，再次是己二酸。这是因为，加人这3种添1实验部分加剂可使溶液的pH缓冲能力加强，有利于碳酸钙1.1 试剂和仪器的溶解。实验发现，加入己二酸后，脱硫液表面会无机盐A、无机盐B、硫酸镁、碳酸钙、己二出现不均匀的白色泡沫，这与Frandsen等[14] 的实酸:均为分析纯;实验用水为去离子水。验结果- -致，此外由于吸收过程发生了副反应、生AS2099型消压式烟气分析仪:广州市臻康环成了戊酸和戊二酸而使脱硫液有恶臭味。由于无机保科技有限公司; 85-2A型数显测速恒温磁力搅盐A和无机盐B价格低廉，因此，无机盐A和无机拌器:北京四环科学仪器有限公司; PHS- 3C型pH盐B是较好的单一脱硫添加剂。计:上海康仪仪器 有限公司。1.2 实验装置和实验方法14脱硫反应实验装置示意见图1。实验所用模拟烟气由SO气体和高纯N2混合而成，通过调节钢瓶减压阀和流量计来控制模拟烟气中初始SO2体积分数;反应器前设置缓冲瓶，保证进人反应器的烟气8+流量稳定且混合均匀;为防止气路管道对SO,产生745山|吸附作用，烟气管道采用聚四氟乙烯管，同时可避无添加剂已 二酸硫酸镁无机盐A 无机盐B免气路管道被模拟烟气所腐蚀。反应器为密闭的图2含不同添加剂时的脱硫率1.0 L磨口烧瓶。2.2添加剂加入量对脱硫率的影响在模拟烟气中初始SO2体积分数为1.8x 103的TF条件下，添加剂加入量对脱硫率的影响见图3。由ol o_[VD4图3可见:随着添加剂加人量的增加，脱硫率逐渐帕，提高;当添加剂加入量为1.0 g/L时，含无机盐A的脱硫率为94.4%，含无机盐B的脱硫率为95.7%;继续增加添加剂加入量，脱硫率提高幅度不大。综合00考虑本实验适宜的添加剂加入量为1.0 g/L。图1脱硫反应实验装 置示意1 N,钢瓶; 2 SO,钢瓶; 3流量计; 4缓冲瓶; 5热电偶;96-6反应器; 7吸收瓶; 8 pHi计; 9烟气分析仪取0.35 g碳酸钙作为吸收剂，加入去离子水薑90-配成1.0 L的反应液，分别加入一定量的添加剂，88搅拌得到脱硫液。打开气瓶调节模拟烟气中初始SO,体积分数，模拟烟气流量为1.45 L/min，将模拟烟气从反应器顶部通人脱硫液中。同时打开烟中国煤化工°23气分析仪测定反应器出口的SO,体积分数，计算.TYHCNMH G响脱硫率。添加剂:●无机盐A; ■无机盐B北●416.ENVIRONMENTAL PROTECTION OF CHEMICAL INDUSTRY2013年第33卷2.3复合添加剂加入量对脱硫率的影响高。综合考虑，本实验适宜的添加剂加入量为在模拟烟气中初始SO,体积分数为1.764x 10~310 g/L。的条件下，以质量比为1 : 1的无机盐A和无机盐Bc)现场实际应用中加入质量比为1 : 1的无机.为复合添加剂，复合添加剂加入量对脱硫率的影响盐A和无机盐B作为复合添加剂，在使用2台循环见图4。由图4可见:随复合添加剂加人量的增加，泵、烟气流量约1 020 km'/h、初始SO,质量浓度由脱硫率逐渐提高;当复合添加剂加入量为4.0 g/L2 981 mg/Nm增加至约3 843 mg/Nm'的条件下，脱时，脱硫率可达96.1%。硫率仍由81.79%提高到89.92%。参考文献94[1]胡金榜， 胡玲玲,段振亚湿法烟气脱硫添加剂研究92进展[J].化学工业与过程，2005, 22(6): 456 - 460.[2]杨磊， 卢啸风. WFGD工艺典型脱硫添加剂应用探讨8[J].电站系统工程，2007, 23(3): 4-6.[3] 隋建才，杜云贵,刘艺，等.我国烟气脱硫技术现状与建议[J].能源技术，2008, 29(5): 277- 280.复合添加剂加入量(g.L")[4]陈俊峰， 黄振仁，廖传华.烟气脱硫在我国的发展现状图4复合添加剂加入量对脱硫率的影响及研究进展[J].电站系统工程, 2008, 24(4): 4-6.[5] 黄会才,谭铮辉，陈国艳.脱硫添加剂在湿法烟气脱3实际应用效果硫系统的应用[J].电力科学与技术学报，2011, 26(1) : 118- 122.山西太原第二热电厂采用石灰石-石膏法烟[6] 莫俊武，郭福明.石灰石湿法烟气脱硫添加剂的试验气脱硫系统。吸收塔塔径12.5 m，脱硫液液位约研究[J].华电技术，2011, 33(5): 63- 66.11.0~11.5 m，同时增加-一个相同尺寸的连通箱，[7] 刘盛余，张启云，肖文德.湿法烟气脱硫中有机酸添则脱硫液总体积为2700~2800m'。吸收区域设加剂对石灰石的促溶作用[J].华东理工大学学报,置4层喷淋层，分别对应4台循环泵，烟气流量约2005, 31(5): 557 - 562.1 020 km/h。[8] 王志轩，彭俊，张家杰石灰石-石膏法烟气脱硫费停运2台循环泵，使系统的烟气脱硫率降至用分析[J].中国电力，2004, 37，(2): 69-72.81.79%;然后在吸收塔地坑中加人2.5 t复合添加[9]张永国， 董传深.火力发电厂烟气脱硫添加剂应用的剂，加水配制成质量分数约为9x 10 *的溶液，由技术经济分析[J].浙江电力，2011(7): 41-43.地坑泵自动打入吸收塔，与脱硫液混合后，进行[10] 吴忠标，余世清，莫建松.已二酸强化石灰石浆液喷淋。同时将吸收塔人口初始SO2质量浓度由2981脱硫工艺过程研究[J].高校化学工程学报，2003,17(5): 540 - 544.mgNm'增加至约3 843 mg/Nm'，当人口初始SO2质[11] 王晋刚，胡金榜，段振亚，等.复合添加剂在两种量浓度高出设计值约1 000 mgNm'时，脱硫率仍可烟气脱硫工艺中的应用[J].热能动力工程，2006,达89.92%，且不会引发产生泡沫等不良现象，可见21(1): 93- 95.复合添加剂具有良好的经济效益和环境效益。[12]袁翀， 庞旭，薛勇.湿法烟气脱硫添加剂的试验研究4结论[J].江苏环境科技，2007, 20(2): 27- 30.[13]沈煜晖，苏军划，高惠华，等. 脱硫添加剂对湿法脱a)在鼓泡式烟气脱硫反应装置中分别加人.硫系统的影响[J].华电技术，2012, 34(6): 67 - 80.己二酸、硫酸镁、无机盐A和无机盐B等4种添加14] FrandsenJB W, Kil s. Optimisation of a wet FGD剂，均能较明显地提高脱硫率，且添加无机盐A和pilot plant usi ng fine limestone and organic acids[J].无机盐B的脱硫效果更好。Chem Eng Sci.2001. 56(10): 3275 - 3287.b)随添加剂加人量的增加，脱硫率逐渐提中国煤化工辑祖国红)YHCNMHG