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脱硫增效剂

来源:本站 时间:2022-09-27 点击数:

 

 脱硫工艺介绍:

    目前的脱硫方法一般分为燃烧前脱硫、燃烧中脱硫、燃烧后脱硫三类,燃烧后脱硫,又称烟气脱离(FGD)。按脱硫过程中干湿状态分:干法脱硫、半干法脱硫、湿法脱硫。按脱硫剂分:有钙法、镁法、氨法、亚硫酸钠法和有机酸法,其中钙法占脱硫方法的90%以上。

    湿法FGD脱硫技术是用含有吸收剂的溶液或浆液在湿状态下脱硫和处理脱硫产物,该法具有脱硫反应速度快,设备简单,脱硫效率高等优点,但腐蚀严重、运行维护费高、易造成二次污染。

   石灰石膏法脱硫工艺是世界上运用最广泛的一种脱硫工艺,由于塔内的吸收浆液通过循环泵反复循环与烟气接触,吸收剂利用效率很高,钙硫比较低,脱离效率可达到95%以上。

   石灰石-石膏湿法脱硫工艺系统主要由石灰石浆液制备系统、烟气系统、二氧化硫吸收系统、石膏脱水系统、工艺水系统、排空系统、压缩空气系统、及废水处理系统等组成。

影响脱硫效率的因素

1.PH值变化的影响:

    PH值是石灰石-石膏法脱硫的一个极其重要的因素,一方面PH影响SO2的吸收过程,吸收塔内循环浆液的PH值随着浆液中的Ca 2+的含量而发生变化,进入吸收塔的石灰石浆液增大,PH值越高, SO2的吸收速率加快。另一方面PH值影响 CaCO3CaSO4·2H2OCaSO3·1/2H2O的溶解度,随着PH值升高, CaCO3的溶解度明显下降。在正常脱硫过程中,随着SO2的吸收,浆液的PH值下降,浆液中 CaCO3的含量增加,石灰石表面形成一层液膜,液膜内CaCO3的溶解使PH值上升,溶解度的变化使液膜内CaCO3析出,颗粒表面钝化,阻碍了CaCO3的溶解,抑制了吸收速度,脱硫率下降,增加了脱硫成本。

 2.石灰石粉品质的影响:

    石灰石纯度的影响:多杂质会造成吸收剂消耗量增加;

    石灰石细度的影响:细度直接影响循环浆液的PH值和吸收塔内石灰石的溶解量;

    石灰石的反应活性:表示酸性环境下的转换特性,影响脱硫反应速度。

3.液气比及浆液循环量的影响:

    液气比增大表示气液接触几率增加,脱硫率增大,但二氧化硫与吸收液有个气液平衡, 液气比超过一定值,脱硫效率不再增加。根据锅炉的烟气量和脱硫效率应合理安排浆液循环泵的运行台数。

4.烟气与脱硫剂接触时间的影响:

     接触时间越长,脱硫反应越完全,脱硫效率越高。

5.烟气温度及烟尘浓度的影响:

     进入吸收塔内的烟气温度越低,越利于二氧化硫溶入浆液,形成HSO3—烟气中粉尘的浓度增加不仅影响脱硫效率,而且易造成系统堵塞。 

6.氯离子含量的影响:

     氯离子抑制吸收塔内的化学反应,改变PH值,降低SO42—的去除率,影响脱硫效率,同时抑制吸收剂的溶解,使石膏中的石灰石含量增加,造成浪费,影响石膏品质。

7.煤质的影响:

     当实际燃用煤种的硫分高于设计硫分时,钙硫比小于设计的钙硫比,提供的吸收剂不能满足吸收烟气中SO2的需要,须通过增加石灰石浆液量来维持脱硫效率;当实际燃用煤种的硫分远高于设计硫分时,即使增加石灰石浆液量也无法保证脱硫效率;当实际燃用煤种的硫分高于设计硫分时,脱硫率完全由吸收剂的量决定。

8.氧化风量的影响:

     氧参与脱硫化学反应,使HSO3—强制氧化为SO42—,随着烟气中氧量的增加, 二水硫酸钙的形成加快,脱硫效率率呈上升趋势。因此,在同等条件下,增加氧化风量可以有效提高脱硫效率。

9.CEMS系统仪表的影响:

     CEMS系统仪表经常出现零点漂移、取样管道积水、堵塞和漏风等故障,导致CEMS系统工作异常,脱硫效率数据不正常。

10.吸收塔液位的影响:

     吸收塔液位增高则钙硫比增大,烟气中的二氧化硫与吸收液接触反应加剧。

脱硫剂增效原理

综上可知:Ⅰ脱硫反应的主要步骤在(1)和(3),一方面气液两相界面处SO2 溶解的低PH值,当PH值在4-5之间时,吸收的SO2主要为HSO3—,另一方面固液两相界面处CaCO3的溶解的高PH值, Ca 2的浓度随着PH值增大而减小,使用增效剂,由于加快了反应(1)中产生的H+向液体内部扩散,增加了CaCO3的溶解度,从而加快了反应(3)的速度,缓冲塔内浆液的PH值,强化烟气SO2的溶解过程,为脱硫反应提供了碱性基团,增加了液膜传质因子,不仅促进CaCO3的溶解和提高了其离解速率,减少了液相的阻力,同时也促进了SO2的溶解,减少了气相阻力,增强了各种化合物的离解。脱硫增效剂的存在,有利于CaSO4的沉淀生成,使石灰石浆液循环吸收SO2的反应重复发生,提高了脱硫效率。在脱硫反应过程中,增效剂中的金属离子起着类似催化剂的作用,增加了反应活性,并有利于降低石灰石粉的消耗,对石膏品质 无不良影响。

脱硫增效剂主要成分

复合反应催化剂—— 降低反应能,提高反应速度;

  表面活性剂——改变固液界面的润湿性,提高界面的传质速率增加吸收剂浆液反应活性,提高碳酸钙总反应速率;

  不成盐氧化物——降低石灰石浆液表面张力,减少临界晶核半径,强化亚硫酸根的氧化;

  复合隧道形成剂——缓冲浆液PH,促进二氧化硫吸收和碳酸钙溶解

  高分子羟基盐类化合物——促进二氧化硫溶解

脱硫增效剂作用

1.通过改变气液接触界面性质,降低气液间的表面张力,提高气体向液体扩散速度。

2.加强氢离子传递,促进石灰石溶解,缓冲PH波动,维持系统稳定,提供脱硫效率。

3.抑制吸收部位亚硫酸盐氧化,防止共混亚硫酸与硫酸钙混合垢形成。

4.通过改变硫酸钙结晶的特性,防止结晶体在喷嘴等部位沉积。

5.脱硫增效剂含有的有效成分在石灰石浆液与烟气SO2接触时,在气、液、固三相界面处能够明显改善脱硫的化学反应和传质条件,促进石灰石颗粒的溶解并提高反应活性,加快浆液与SO2反应速度,同时增效剂的分散作用,还能减缓系统内结垢倾向,提高系统运行的可靠性和稳定性。

脱硫增效剂剂使用效果

A .提高和稳定脱硫效率

在一般情况下可提高脱硫效率5—10%,由于其拥有的缓冲作用,可在浆液较低的PH值下保持所需的脱硫效率

B. 增加对煤含硫变化的适应性

能够提高脱硫系统对燃煤含硫增加的适应性,拓宽煤炭掺烧途径, 降低发电成本,降低脱硫电价考核和环保处罚的风险

    C. 节能降耗

      可在较低的液气比下保持所需的脱硫效率,从而减少浆液循环强度,合理调整浆液循环泵的运行,降低脱硫系统能耗,达到节能减耗的目的,并能减少烟气带出水滴对减轻后级设备的结垢堵塞有一定好处

    D. 降低脱硫系统投资费用

       在相同的脱硫效率条件下,可以减少喷淋层的设置及可缩减吸收塔的高度,减少浆液池的体积和循环泵的数量,最终节省投资费用,也可以节省水费、电费等运行费用。

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