CN106000063A - 一种石灰石-石膏湿法脱硫强化剂及其使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种石灰石‑石膏湿法脱硫强化剂及其使用方法，其中包括有机复合酸、有机复合酸钠盐、过渡金属盐、阻垢辅助剂和表面活性剂，阻垢辅助剂的结构式为
Description
技术领域
本发明涉及烟气脱硫技术领域，尤其涉及一种石灰石-石膏湿法脱硫强化剂及其使用方法。
背景技术
火力发电厂通过燃烧煤来获取发电的能量，由于煤中含有一定的硫分，所以电厂排放的烟气中含有一定量的二氧化硫组分。我国能源消费结构以煤为主，目前火力发电厂二氧化硫排放量占全国二氧化硫排放总量50％以上，如果不脱除电厂排放烟气中的二氧化硫，将会导致酸雨、土壤酸化等严重环境污染问题。目前我国电厂主要采用石灰石-石膏湿法烟气脱硫技术，由于受脱硫技术和生成工艺限制，大部分电厂脱硫效率维持在90％左右，随着国家提出的更高排放标准《火电厂大气污染排放标准》(GB 13223-2011)的实行，给大部分电厂湿法烟气脱硫系统正常运行带来了很多压力，普遍存在脱硫效率不达标，并且系统循环运行稳定性差，运行周期短、成本高，生成的副产品石膏品质差等缺点。
在不进行设备改造和工艺更新的条件下，为了解决上述问题，目前一般采用在吸收塔浆液中添加不同添加剂或催化剂，来提高二氧化硫吸收效率、强化氧化、抑制系统结垢，进而改善石膏品质。专利CN102580514A通过添加己二酸、过渡金属硫酸盐和消泡剂等改善体系二氧化硫吸收性能和氧化反应速率，专利CN103433070A通过添加醋酸胺，氯化铵和有机磷酸酯类等改善浆液稳定性和对二氧化硫的吸收性能，专利CN1046458016A通过添加有机酸和有机酸盐、相转移催化剂，过氧化物等来加快氧化反应。
但目前常用的添加剂组分功能相当比较单一，相互协同性不够，导致在烟气脱硫过程中解决了部分问题，又产生了其它问题，或者很难平衡地解决目前脱除过程中出现的系列问题。
发明内容
针对现有的石灰石-石膏湿法烟气脱硫剂存在的上述问题，现提供一种湿法烟气脱硫强化剂及其使用方法，旨在大幅度提高系统脱硫效率。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
本发明的第一个方面是，提供一种氨基亚甲基膦酸型阻垢剂，具有这样的特征，结构式如下：
其中，n1＝1或2，n2＝0-3。
本发明的第二个方面是，提供一种利用上述氨基亚甲基膦酸型阻垢剂的石灰石-石膏湿法烟气脱硫强化剂，具有这样的特征，包括有机复合酸、有机复合酸钠盐、过渡金属盐、阻垢辅助剂和表面活性剂。
上述的石灰石-石膏湿法烟气脱硫强化剂，优选的，强化剂中各组分及其重量百分比为有机复合多元酸40％～55％、有机复合多元酸钠盐30％～40％、过渡金属盐2％～5％、阻垢辅助剂5％～10％、表面活性剂2％～5％。
上述的石灰石-石膏湿法烟气脱硫强化剂，优选的，有机复合多元酸选自柠檬酸、苯甲酸、乙二胺四乙酸和聚天冬氨酸中的两种或多种。
上述的石灰石-石膏湿法烟气脱硫强化剂，优选的，有机复合多元酸钠盐选自柠檬酸钠、苯甲酸钠、乙二胺四乙酸钠和聚天冬氨酸钠中的两种或多种。
上述的石灰石-石膏湿法烟气脱硫强化剂，优选的，过渡金属盐选自硫酸锰、硝酸锰、硫酸铁和硝酸铁中的一种或两种。
上述的石灰石-石膏湿法烟气脱硫强化剂，优选的，表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠。
本发明的第三个方面是，提供一种上述石灰石-石膏湿法烟气脱硫强化剂的使用方法，具有这样的特征，具体使用方法如下：将强化剂加入到吸收塔地坑中，加入1～1.5倍重量工艺水，搅拌溶解均匀，通过地坑泵直接注入吸收塔。
上述的石灰石-石膏湿法烟气脱硫强化剂使用方法，还具有这样的特征，首次加入时按照吸收塔浆液量中强化剂浓度为750mg/L～850mg/L计算，生产工况恶劣的情况下，强化剂的浓度提高到900mg/L～950mg/L。
上述的石灰石-石膏湿法烟气脱硫强化剂使用方法，还具有这样的特征，强化剂每24小时补加一次，补加量为系统每天排污量和石膏分离带出去的水量之和乘以850mg/L。
本发明采用上述技术方案，与现有技术相比，具有如下技术效果：
使用本发明提供的强化剂应用于石灰石-石膏湿法烟气脱硫，可以通过界面活化促进氧化，并且通过稳定系统pH值来大幅度提高系统脱硫效率，同时抑制系统结垢，改善副产品石膏的品质，从而实现现有火电厂在不需要设备改造的情况下，能满足《火电厂大气污染排放标准》(GB 13223-2011)提出的排放高标准，同时实现装置节能降耗，降低系统运行成本的目的。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。
实施例一
一种石灰石-石膏湿法烟气脱硫强化剂，其中各物质及其重量添加量为柠檬酸35.0％、聚天冬氨酸12.0％、柠檬酸钠16.0％、乙二酸四乙酸二钠10.0％、聚天冬氨酸钠10.0％、硫酸锰3.0％、硫酸铁2.0％、氨基亚甲基膦酸(分子结构式中n1＝2，n2＝3)8.0％、十二烷基苯磺酸钠4.0％。
将上述配制的烟气脱硫强化剂用于国内某石化大型发电厂一号机组烟气脱硫系统，其中，该系统中吸收塔进口的烟气实测二氧化硫含量在1400～1700mg/Nm3，不添加强化剂，在两台浆液循环泵工作的工况下，系统脱硫效率在90％左右，具体使用方法为：将500公斤按强化剂加入到吸收塔地坑中，加入500公斤工艺水，搅拌溶解均匀，通过地坑泵直接注入吸收塔，首次加入时按照吸收塔内浆液量中强化剂浓度为850mg/L计，强化剂每24小时补加一次， 每次补加量为35公斤，补加方法和初次加入方法相同，初次添加强化剂后48小时吸收系统工况的浆液pH值和脱硫效率实际分析测试值如下表所示：
| 时间(小时.分钟) | 浆液pH值 | 脱硫效率(％) |
| 8.00 | 5.4 | 90.3 |
| 10.00 | 5.9 | 99.0 |
| 12.00 | 5.9 | 98.7 |
| 14.00 | 5.9 | 98.8 |
| 16.00 | 5.9 | 98.7 |
| 18.00 | 5.8 | 98.5 |
| 20.00 | 5.8 | 98.2 |
| 22.00 | 5.7 | 97.9 |
| 24.00 | 5.7 | 97.9 |
| 26.00 | 5.7 | 97.5 |
| 28.00 | 5.7 | 96.4 |
| 30.00 | 5.6 | 96.5 |
| 32.00 | 5.6 | 96.2 |
| 34.00 | 5.8 | 98.9 |
| 36.00 | 5.8 | 99.0 |
| 38.00 | 5.8 | 98.7 |
| 40.00 | 5.8 | 98.4 |
| 42.00 | 5.8 | 98.1 |
| 44.00 | 5.7 | 98.0 |
| 46.00 | 5.7 | 97.6 |
| 48.00 | 5.6 | 97.5 |
| 50.00 | 5.6 | 96.8 |
| 52.00 | 5.6 | 96.6 |
| 54.00 | 5.5 | 96.5 |
| 56.00 | 5.5 | 95.8 |
一周实测数据表明，系统运行稳定，浆液pH值稳定在5.5～5.9，并且变化很小，系统脱硫效率由原来90％提高到95.5％～99.0％。
实施例二
一种石灰石-石膏湿法烟气脱硫强化剂，其中各物质及其重量添加量为：柠檬酸45.0％、苯甲酸5.0％、柠檬酸钠15.0％、苯甲酸钠3.0％、乙二酸四乙酸二钠8.0％、聚天冬氨酸钠8.0％、硫酸锰4.0％、氨基亚甲基膦酸(分子结构式中n1＝1，n2＝2)8.0％、十二烷基苯磺酸钠4.0％。
将上述配制的脱硫强化剂用于实施例一中的发电机组烟气脱硫系统，其中强化剂的初次加入和补加方案均与实施例1方案相同。
一周实测数据表明，系统运行稳定，浆液pH值稳定在5.3～5.7，并且变化很小，系统脱硫效率由原来90％提高到94.5％～97.5％。
实施例三
一种石灰石-石膏湿法烟气脱硫强化剂，其中各物质及其重量添加量为：柠檬酸30.0％、苯甲酸18.0％、柠檬酸钠16.0％、乙二酸四乙酸二钠10.0％、聚天冬氨酸钠10.0％、硫酸铁4.0％、氨基亚甲基膦酸(分子结构式中n1＝2，n2＝3)4.0％、氨基亚甲基膦酸(分子结构式中n1＝1，n2＝2)4.0％、十二烷基苯磺酸钠4.0％。
将上述配制的脱硫强化剂用于实施例一中的发电机组烟气脱硫系统，其中，强化剂初次加入和补加方案均与实施例1方案相同。
一周实测数据表明，系统运行稳定，浆液pH值稳定在5.2～5.7，系统脱硫效率由原来90％提高到94.0％～97.5％。
由上述实施例1-3可以看出，本实施例提供的一种石灰石-石膏湿法烟气脱硫强化剂及其使用方法，在应用于烟气脱硫系统时，可以提高系统的脱硫效率，从而实现现有火电厂在不需要设备改造的情况下，能满足《火电厂大气污染排放标准》(GB 13223-2011)提出的排放高标准。
以上对本发明的具体实施例进行了详细描述，但其只是作为范例，本发明并不限制于以上描述的具体实施例。对于本领域技术人员而言，任何对本发明进行的等同修改和替代也都在本发明的范畴之中。因此，在不脱离本发明的精神和范围下所作的均等变换和修改，都应涵盖在本发明的范围内。
Claims (10)
1.一种氨基亚甲基膦酸型阻垢剂，其特征在于，具有如下结构：
其中，n1为1或2，n2为0-3。
2.一种含有如权利要求1所述的氨基亚甲基膦酸型阻垢剂的石灰石-石膏湿法烟气脱硫强化剂，其特征在于，包括有机复合酸、有机复合酸钠盐、过渡金属盐、所述阻垢辅助剂和表面活性剂。
3.根据权利要求2所述的石灰石-石膏湿法烟气脱硫强化剂，其特征在于，所述强化剂中各组分及其重量百分比为有机复合多元酸40％～55％、有机复合多元酸钠盐30％～40％、过渡金属盐2％～5％、所述阻垢辅助剂5％～10％、表面活性剂2％～5％。
4.根据权利要求2所述的石灰石-石膏湿法烟气脱硫强化剂，其特征在于，所述有机复合多元酸选自柠檬酸、苯甲酸、乙二胺四乙酸和聚天冬氨酸中的两种或多种。
5.根据权利要求2所述的石灰石-石膏湿法烟气脱硫强化剂，其特征在于，所述有机复合多元酸钠盐选自柠檬酸钠、苯甲酸钠、乙二胺四乙酸钠和聚天冬氨酸钠中的两种或多种。
6.根据权利要求2所述的石灰石-石膏湿法烟气脱硫强化剂，其特征在于，所述过渡金属盐选自硫酸锰、硝酸锰、硫酸铁和硝酸铁中的一种或两种。
7.根据权利要求2所述的石灰石-石膏湿法烟气脱硫强化剂，其特征在于，所述表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠。
8.一种如权利要求2-7任意一项所述的石灰石-石膏湿法烟气脱硫强化剂的使用方法，其特征如下，所述使用方法如下：将所述强化剂加入到吸收塔地坑中，加入1～1.5倍重量工艺水，搅拌溶解均匀，通过地坑泵直接注入吸收塔。
9.根据权利要求8所述的石灰石-石膏湿法烟气脱硫强化剂使用方法，其特征如下，首次加入时所述强化剂于所述吸收塔的浆液中的浓度为750mg/L～850mg/L，生产工况恶劣的情况下，所述强化剂的浓度提高到900mg/L～950mg/L。
10.根据权利要求8所述的石灰石-石膏湿法烟气脱硫强化剂使用方法，其特征如下，所述强化剂每24小时补加一次，补加量为系统每天排污量和石膏分离带出去的水量之和乘以850mg/L。
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