煙氣脫硫增效劑-燃煤脫硫劑

脫硫增效劑

產(chǎn)品背景

脫硫增效劑，又稱(chēng)脫硫添加劑、脫硫催化劑。使用高分子物質(zhì)為主要原料，經(jīng)物化加工，激化或物化改性，應用*強化改性后與其它無(wú)機高分子材料充分混合，具有穩定結構和性能的新型催化氧化煙氣脫硫添加劑，其主要成份大部分為高分子催化劑，與SO2有很強的反應活性，由于煙氣脫硫添加劑的穩定性很好，*符合脫硫過(guò)程的要求。

石灰石－石膏濕法煙氣脫硫工藝具有技術(shù)成熟、脫硫效率高、吸收劑來(lái)源廣、價(jià)格低廉、副產(chǎn)品可利用等特點(diǎn)，是燃煤電廠(chǎng)應用的煙氣脫硫技術(shù)法。當前，我國石灰石濕法脫硫系統存在的主要問(wèn)題是：運行能耗高；設備結垢磨損嚴重，系統可靠性低；對煤質(zhì)硫份的適應性差，難以達到設計出力要求。隨著(zhù)《火電廠(chǎng)大氣污染物排放標準》（GB13223-2011）的頒布實(shí)施，許多電廠(chǎng)將被迫進(jìn)行脫硫設備的增容改造，一臺600MW機組脫硫裝置的增容改造需耗時(shí)3個(gè)月以上，耗資千萬(wàn)元，給電廠(chǎng)帶來(lái)了極大地經(jīng)濟壓力。在保持原有脫硫系統設備不變的條件下，利用脫硫增效劑進(jìn)行脫硫系統的“化學(xué)增容改造”*達到進(jìn)行設備增容改造的效果。伴隨國家對污染源監管力度的加大，發(fā)電企業(yè)社會(huì )責任感的增強，保持煙氣脫硫系統的可靠運行、達標排放已成為國家和企業(yè)的共識。隨著(zhù)脫硫過(guò)程中化學(xué)藥劑增效技術(shù)的引進(jìn)吸收，脫硫增效劑在我國越來(lái)越多電廠(chǎng)的濕法脫硫系統中得到了應用，由于其具有使用效果明顯、使用方便、經(jīng)濟性好的優(yōu)點(diǎn)，使得這一產(chǎn)品受到廣泛關(guān)注和青睞。調查顯示，超過(guò)70%的燃煤電廠(chǎng)正在使用或有意向使用脫硫增效劑，用于改善系統運行。石灰石－石膏濕法煙氣脫硫工藝因其技術(shù)成熟、脫硫效率高，吸收劑來(lái)源豐富，價(jià)格低廉，副產(chǎn)品可利用等特點(diǎn)而被廣泛采用，成為目前燃煤電廠(chǎng)煙氣脫硫應用zui廣泛的方法。由于石灰石本身的性質(zhì)及工藝限制，石灰石－石膏濕法煙氣脫硫工藝也存在著(zhù)能耗、效率等等問(wèn)題。針對以上情況,我們開(kāi)發(fā)了脫硫增效劑，用于優(yōu)化脫硫過(guò)程，提高FGD系統的脫硫性能，使其能適應各種含硫量的煤種，降低系統能量損耗，給電廠(chǎng)帶來(lái)良好的經(jīng)濟和社會(huì )效益。

脫硫增效劑的主要成份及特點(diǎn)：

外觀(guān)：白色晶體粉末

密度：1.3±0.05g/cm3

包裝：25KG、40KG規格，高密閉包裝袋

貯放：應置于干燥、陰涼處保存

保質(zhì)：性能穩定，保質(zhì)期2年

性質(zhì)：無(wú)毒、無(wú)害

煙氣脫硫增效劑-燃煤脫硫劑

脫硫增效劑主要成份有：CaCO3表面活化劑、反應催化劑、化學(xué)隧道形成劑。

1 表面活化劑：改變固液界面濕潤性，提高界面傳質(zhì)效率；

2 反應催化劑：降低反應能，提高反應速度；

3 化學(xué)隧道形成劑：形成CaCO3的微球內部化學(xué)隧道，將反應從平面推向立體，進(jìn)一步提高吸收劑利用效率和加快反應速度。

脫硫增效劑原理：

在脫硫過(guò)程中，石灰石與硫的反應速度受控于CaCO3的溶解速度，CaCO3在水中的溶解度較小，克服或改善CaCO3在水中的溶解問(wèn)題，將會(huì )對整個(gè)脫硫工藝有較大的改善提高。由于CaCO3在水中的溶解度較小，在吸收塔中大量的CaCO3是以微小顆粒狀存在的，經(jīng)研究發(fā)現，在這些微球表面，存在著(zhù)雙膜效應，嚴重影響了液體中硫的傳質(zhì)，采用針對CaCO3表面物性的活性劑和催化劑來(lái)減弱和消除雙膜效應，同時(shí)配合化學(xué)隧道形成劑來(lái)滲透進(jìn)入CaCO3的微球表面遍布的微孔和裂紋，制造無(wú)數的從微球體表面到內部的隧道，使得液體中硫的傳質(zhì)從這些微孔和裂紋順利引入，大大加快了石灰石與硫的反應速度。

脫硫增效劑的應用效果：

脫硫添加劑對石灰石活性的影響

為了研究脫硫添加劑對石灰石活性的影響作用，特進(jìn)行了使用脫硫添加劑和未使用脫硫添加劑的石灰石活性對比試驗，試驗采用電力行業(yè)標準DL/T 943-2005《煙氣濕法脫硫用石灰石粉反應速率的測定》的測試方法。試驗在熱工院石灰石活性試驗臺上進(jìn)行。未使用脫硫添加劑時(shí)石灰石樣品的半消溶時(shí)間為32.3min，加入脫硫添加劑后石灰石樣品的半消溶時(shí)間為14.9min，縮短石灰石的半消溶時(shí)間約54%，石灰石活性得以大幅提升。

由上圖可以得出石灰石樣品在pH值5.50，溫度為50℃時(shí)的溶解速率如表1所示。

表1石灰石溶解速率對比表

脫硫添加劑的使用方法：

脫硫添加劑加入方法：可在漿液循環(huán)回路的任意位置加入，根據電廠(chǎng)實(shí)際情況提出具體方案。

建議建立脫硫添加劑本底濃度時(shí)從吸收塔地坑加入，脫硫添加劑經(jīng)過(guò)地坑攪拌器攪拌溶解均勻后通過(guò)地坑泵直接打入吸收塔內；

由于各廠(chǎng)脫硫系統各不相同，燃用煤種硫份含量不同，添加量需根據實(shí)際情況進(jìn)行相應的調整。

后續添加量?jì)H考慮出石膏帶水、脫硫廢水排放、煙氣攜帶水等步驟的損失和自身的衰減情況作酌量補充。

使用脫硫添加劑對脫硫運行的要求

使用脫硫添加劑前需要將吸收塔漿液品質(zhì)調整到正常的范圍，吸收塔漿液pH值控制在5.0~5.8之間，吸收塔漿液密度控制在1120~1180kg/m3之間，因使用脫硫添加劑可以適應超出設計SO2濃度約20%~30%，因此對供漿系統和石膏排出系統出力不足的脫硫裝置，為了保持吸收塔漿液pH值和密度能夠維持在正常的運行范圍內，需考慮對吸收塔供漿和石膏排出系統進(jìn)行必要的增容改造。

脫硫設備的安全性評價(jià)：

脫硫添加劑在純水中基本呈中性。其溶解度很高，能在吸收塔漿液中瞬間溶解，對吸收塔漿液的pH擾動(dòng)很小。添加劑溶解到吸收塔漿液中以后，大幅提高了石灰石的活性，提高了氧化空氣利用率，從而達到保證脫硫效率的前提下可以降低液氣比降低脫硫運行成本的目的，并在實(shí)際煤質(zhì)超出設計值約30%的情況下達到環(huán)保要求的排放標準。為了檢驗脫硫添加劑對脫硫設備的安全性影響，西安熱工研究院有限公司在實(shí)驗室進(jìn)行了襯膠和鱗片等材質(zhì)的掛片進(jìn)行了高濃度脫硫添加劑溶液環(huán)境中的浸泡試驗（浸泡溶液環(huán)境是脫硫添加劑濃度約1000、10000和50000ppm，水浴溫度約為50℃），浸泡8個(gè)月未發(fā)現上述掛片有任何腐蝕、老化或脫落現象。因脫硫添加劑在吸收塔中的本底濃度不高于2000ppm，其含量遠遠低于浸泡試驗的添加劑濃度， 在液相環(huán)境中，脫硫添加劑不沉淀不揮發(fā)，在吸收塔漿液中促進(jìn)石灰石的溶解和氧化效果。脫硫設備中能夠直接接觸到脫硫添加劑的部分主要有：吸收塔內壁、石膏漿液循環(huán)泵葉輪及管道、石膏排出泵、吸收塔地坑內壁、地坑泵、吸收塔漿液攪拌器、除霧器、凈煙道內壁以及煙囪內壁等。在添加劑的高濃度浸泡試驗中可以看出，對高于實(shí)際運行添加劑濃度約50倍的添加劑溶液中浸泡8月的襯膠和鱗片無(wú)任何腐蝕或脫落現象，在實(shí)際的漿液環(huán)境中，低濃度的添加劑溶液對吸收塔內壁的襯膠或玻璃鱗片無(wú)任何腐蝕作用。

脫硫增效劑的使用方法：

可在漿液循環(huán)回路的任意位置加入，根據電廠(chǎng)實(shí)際情況提出具體方案。 推薦： *加入系統從漿液返回管處直接加入吸收塔內；后期補充投加時(shí)可在地坑中加入。

脫硫增效劑使用量：

一般加入量為500-1000PPM（PPM，百萬(wàn)分之一），由于各廠(chǎng)脫硫系統各不相同，燃用煤種硫份含量不同，添加量需根據實(shí)際情況調整。由于本產(chǎn)品的原理是催化增效，在脫硫反應中并不消耗，產(chǎn)生的損耗基本是漿液水分流失造成的，后續添加量?jì)H考慮出石膏帶水等步驟的損失和自身的衰減情況作酌量補充。

脫硫增效劑的用量由兩部分組成：一是用量，二是補充用量。

用量即指在系統中使用或者是相隔較長(cháng)時(shí)間再次使用，系統內基本不再含有增效劑的成分時(shí)的添加量，建議的添加量為1000PPM，具體的范圍一般在500-1000PPM之間調整（也就是千分之零點(diǎn)五至千分之一之間）。一般把漿液池的體積當作總體積來(lái)計算，例如：一個(gè)600MW機組的脫硫塔漿液池直徑為16m，漿液位高12m，它的體積為：

82×3.14×12=2411 m3

按1000PPM計算，添加量為：

2411×1000/1000=2.411（噸）

補充量每天在投加100-150kg

脫硫增效劑660MW機組應用情況表

產(chǎn)品作用效果：

①　提高脫硫效率，無(wú)需進(jìn)行設備擴容改造

提高二氧化硫氣液傳質(zhì)速率，強化對二氧化硫的吸收而提高脫硫率。在氣液界面處催化劑能夠結合SO2溶解產(chǎn)生的大量H +離子，使H +離子從液膜傳遞到液相主體，漿液pH也不會(huì )因SO2的溶解而下降過(guò)快，同時(shí)氣相阻力減小，促進(jìn)SO2吸收。

②　節能降耗(省廠(chǎng)用電)

脫硫裝置的入口二氧化硫濃度在設計值范圍內的前提下,一是可停運部分吸收塔漿液循環(huán)泵，相對降低系統所需液氣比，降低脫硫系統廠(chǎng)用電率，從而有效減少脫硫運行費用和脫硫維護檢修費用；二是可以節省制漿系統球磨機能耗，有效提高粗顆粒石灰石（250目）的利用率，基本實(shí)現與（325目）粒徑石灰石相同的脫硫效率。

③　減少石灰石用量

提高脫硫劑的利用率，從而減少其用量，催化劑可以提高石灰石在液相中的溶解度，強化石灰石溶解。在固液界面處，催化劑能提供有利于CaCO3溶解的酸性環(huán)境，減小液相阻力，促進(jìn)石灰石的溶解。

④　提高燃煤調整和脫硫運行、備用的靈活性

由于SO2的溶解度和固體CaCO3的溶解都有限，脫硫催化劑的加入則提供了堿性基團，增強了液膜傳質(zhì)因子，不僅可以促進(jìn)CaCO3的溶解和提高其解離速率，減少了液相阻力，漿液pH也不會(huì )因SO2的溶解而下降過(guò)快，使用脫硫催化劑時(shí)，脫硫系統可在較低pH值下運行，增加主機燃煤調整和脫硫系統運行靈活性和穩定性；

⑤　增加石灰石的分散性，減少設備的結垢。

催化劑中的活性成份可以提高石灰石的表面活性，增加石灰石的分散性，降低其沉降速度，減少設備的結垢堵塞。

⑥　提高氧化效率，減少亞硫酸根含量，提高真空皮帶機脫水效率。

催化劑可降低石灰石漿液表面張力，使臨界晶核半徑減小，強化HSO3-的氧化使CaSO4和CaSO3易析出石膏，CaSO4等處于非飽和狀態(tài)，阻礙了化學(xué)硬垢的生成。確保設備長(cháng)期運行阻礙結垢。

⑦停運部分吸收塔漿液循環(huán)泵，相對降低系統所需液氣比，同時(shí)也可以減小系統阻力，減少能耗