1、脱硫添加剂的概念
脱硫增效剂又称脱硫催化剂,其主要成份大部分为可以针对SO2有很强的反应活性的高分子催化剂,构成以高分子物质为主要原料,经物化加工,激化或物化改性,应用高新技术强化改性后与其它无机高分子材料混合,形成具有稳定结构和性能的催化氧化烟气脱硫添加剂。
在脱硫过程中,石灰石与SO2的反应速度受制于CaCO3的溶解速度。CaCO3在水中以微小颗粒状存在,在这些微球表面,存在着双膜效应,阻碍了CaCO3在水中的溶解,因此解决CaCO3在水中的溶解问题将会对整个脱硫工艺有较大的改善。脱硫增效剂主要针对CaCO3表面物性的活性剂和催化剂,用来减弱双膜效应,改变固液界面湿润性,提高界面传质效率,促进SO2的吸收。同时渗透进入CaCO3的微球表面遍布的微孔和裂纹,使得液体中硫的传质从这些微孔和裂纹顺利引入,增大有效传质面积,强化石灰石溶解度,从而大大加快了石灰石与SO2的反应速度。
| 项目 | 指标 |
| 外观 | 粉色固体粉末 |
| 密度g/cm3 | 1.15±0.05 |
| PH值(1%水溶液) | 3.5±0.5 |
2、工作原理 将石灰配制成一定浓度的石灰石浆液,并加入一定量脱硫添加剂,机械搅拌均匀,经石灰石浆液泵打入脱硫反应塔内,石灰石浆液被雾化成细小的雾滴与来自锅炉的烟气进行传质,SO2被石灰石乳吸收,净化后的气体从烟道排出。
3、产品特点:
3.1提高脱硫效率,无需进行设备扩容和改造,轻松达到低排放标准:
提高二氧化硫气液传质速率,强化对二氧化硫的吸收从而提高脱硫效率。在气液界面处催化剂能够结合SO2溶解产生的大量H+,使H+从液膜传递到液相主体,浆液ph值也不会因为SO2的溶解而下降过快,同时气相阻力减小,进而促进SO2的吸收。
3.2节能效应:
脱硫入口的SO2 浓度在设计范围值内,一可以停运部分吸收塔浆液循环泵,相对降低系统所需液气比,降低脱硫系统用电率从而有效降低脱硫运行费用,二是可以降低制浆系统球磨机能耗,有效提高粗颗粒石灰石(250目)粒径石灰石相同的脱硫效率,起到节能作用。
3.3提高燃煤调整和脱硫运行、备用的灵活性,降低燃煤成本:
由于SO2的溶解度和固体CaCO3的溶解度都有限,脱硫催化剂的加入提供了碱性基团,增强了液膜传质因子,不仅可以促进CaCO3的溶解和提高其离解数率,减少了液相阻力,浆液ph值也不会因SO2的溶解而下降过快。使用脱硫添加剂时,脱硫系统可以在较低ph值下运行,在不改变原有的运行方式下,主机锅炉燃煤硫份适应高硫煤,调整和脱硫系统运行的灵活性和稳定性,降低电厂的燃料成本。
3.4减少石灰石用量
提高脱硫剂的利用率,从而减少其用量。催化剂可以提高石灰石在液相中的溶解度,强化石灰石溶解。在固液界面处,催化剂能提供有利于CaCO3溶解的酸性环境,减少液相阻力,促进石灰石的溶解。
增加脱硫增效剂后,FGD脱硫石膏CaCO3含量急剧下降,实验证明可以降低3-5%,提高了石灰石的利用率。
3.5增加石灰石的分散性,减少设备结垢引起的停机事故
催化剂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,减少设备的结垢堵塞。
3.6提高氧化效率,减少亚硫酸根含量,提高FGD副产品的价值。
脱硫添加剂可降低石灰石浆液表面张力,使临界晶核半径减少,强化HSO2的氧化使CaSO4和CaSO3易析出石膏,CaSO4等处于非饱和状态,阻碍了化学硬垢的生成,确保设备长期运行阻碍结垢。
4、脱硫添加剂的效果
以石灰石为吸收剂,分别在添加适宜浓度的脱硫添加剂与不加脱硫添加剂时,进行液气比L/G对脱硫效率的影响试验,当L/G相同时,加入脱硫添加剂后的脱硫效率净增值随脱硫效率L/G增加而减少,即L/G小时。L/G≤5L/m3时,脱硫效率约在10个百分点以上,脱硫效率相对提高18%,气相效率相对提高26%以上;L/G≥5L/m3后,脱硫效率L/G增加而减少,但仍有5个百分点以上,脱硫效率相对提高7%以上,气相效率相对提高12%以上,当脱硫效率相同时,即从要达到相同的脱硫效率所要求的L/G变化看,添加脱硫添加剂的效果更加明显。由计算可知,要达到相同的脱硫效率,L/G1仅为L/G2的60%—73%;且L/G越大L/G的减小幅度越明显,脱硫添加剂能有效的降低系统运行费用。综合分析,加入脱硫添加剂后对不同进气口SO2浓度的烟气,均可提高脱硫效率约30—50个百分点,这点对较高浓度的SO2烟气来说,效益相当可观。
4.1脱硫增效剂添加后SO2达到低排放要求
现许多旧厂为了达到低排放要求,旧厂新建脱硫塔,且脱硫改造占总费用的70%多,后期运行、检修、备品备件费用较多,现添加脱硫添加剂后,脱硫塔出口效率提高5-8%,再不改动脱硫塔的前提下,出口排放值就可以达到低排放要求,大大减少一、二次大型投资。
4.2脱硫添加剂对浆液PH值的影响
为考察脱硫添加剂对PH值的影响,测定了脱硫塔进、出口PH值随过程时间变化数据,可以看出,添加适宜浓度的脱硫添加剂,能降低PH的峰值,并能减缓PH的变化,即脱硫添加剂起到了对PH值的缓冲作用,从而加快总传质一反应速度,有利于提高脱硫效率和石灰石的利用率。
4.3脱硫添加剂对浆液中颗粒沉降的影响
配置一定浓度的浆液,经充分搅拌后,让其自然沉降,观测其沉降速度,实验结果表明,加入脱硫添加剂后使沉降速度大为减慢,不加入脱硫添加剂时,沉降3小时后已清晰地分为清液层和浆液层,并与30小时后的情况一样,而加入脱硫添加剂后,沉降5小时后分为三层,清液层占总体积的5.0%,稀装层87.0%,浓浆层8.0%,而此时稀浆层、浓浆层中分别含约1/3、2/3的石灰石,且沉降30小时后稀浆层、浓浆层分别占总体积的85%、10%,含石灰石分别为1/6、5/6左右,可见脱硫添加剂的加入大大减慢了石灰石颗粒的沉降速度。
4.4脱硫添加剂对浆液粘度的影响
试验加入脱硫添加剂前后浆液粘度表明,无论是石灰浆,还是石灰石浆,加入脱硫添加剂后均使粘度略有降低,可见脱硫添加剂有降低浆液粘度的作用。
4.5加入脱硫添加剂的其他作用
防垢防腐,即加入一定量的脱硫添加剂,具有一定的降低结垢腐蚀速度的作用,并能改善垢层性能,使之容易用水冲洗,较大幅度的降低循环槽面的SO2浓度,从而大大改善了工作环境。不加脱硫添加剂时,SO250-80ppm,加入脱硫添加剂后,SO2降到10-30ppm,从降低情况看,脱硫添加剂具有加速总反应速率的作用。