專利名稱：：脫硫廢水處理裝置的防垢劑及防垢方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及將次氯酸鈉用作為主處理試劑的脫硫廢水處理裝置的防塘劑及防垢方法。進(jìn)一步涉及用于防止和去除在將次氯酸鈉(NaClO)用作主處理試劑的脫硫廢水處理裝置上生成并附著的垢(Scale)的，含有檸檬酸、水溶性絡(luò)合劑、負(fù)電荷涂層劑及破垢劑作為有效成分的防垢劑及防垢方法。
背景技術(shù)：
：從火力發(fā)電廠、制鐵廠等鍋爐中產(chǎn)生的煙道氣(FlueGas)中，不僅包含燃料和空氣中的氧氣反應(yīng)而產(chǎn)生的灰(Ash)，還包含二氧化硫(S02)、三氧化硫(S03)等硫氧化物(S0x)。這些硫氧化物不僅成為污染大氣的原因，還會(huì)成為酸雨等的起因，所以在化石燃料工序中通常都包括去除煙道氣中包含的硫氧化物的煙道氣脫硫工序(FGD:FlueGasDesulferization)。圖l是用于說明從火力發(fā)電廠等的鍋爐中生成的煙道氣的一般流向的示意圖。從鍋爐(110)產(chǎn)生的煙道氣，經(jīng)過電子集塵器(EP:ElectrostaticPrecipitator)120，去除其中包含的灰塵，經(jīng)過如吸收塔130這樣的脫硫設(shè)備，去除其中包含的硫氧化物后，經(jīng)過煙囪150被排出到外部。在該過程中，煙道氣將通過脫硫過程前的煙道氣和經(jīng)過脫硫過程后的煙道氣進(jìn)行熱交換的氣-氣熱交換器(GGH:Gas-GasHeatExchanger)140。煙道氣脫硫工序是利用反應(yīng)劑和催化劑，通過吸收、氧化、還原及吸附等工序來去除燃燒后包含在煙道氣中的包括硫氧化物在內(nèi)的硫化物的方法，大體上分為干式、濕式、半干式等方式。但是，通常在發(fā)電廠等主要采用經(jīng)濟(jì)性好、反應(yīng)速度快以及設(shè)備小型化的濕式脫硫方法。濕式脫硫方法是，通過用水或堿溶液等清洗煙道氣，來吸收煙道氣中包含的硫氧化物的方法，一次生成物成為溶液或漿液形態(tài)。濕式脫硫方法具有反應(yīng)速度快、可實(shí)現(xiàn)附屬裝置的小型化的優(yōu)點(diǎn)。但是，濕式脫硫方法中，由于經(jīng)過工序后排出的氣體溫度低而在煙囪150中的上升力低，所以需要再加熱過程，具有隨著工序生成大量廢水的缺點(diǎn)。通常應(yīng)用較多的濕式脫硫方法中是利用石灰或石灰石作為吸收反應(yīng)劑的工序，一般可以去除90%以上的硫氧化物。一般的濕式石灰石煙道氣脫硫工序如下。使在燃燒系統(tǒng)生成的煙道氣通過電子集塵器120去除灰塵后，在吸收塔130內(nèi)使煙道氣與石灰石漿液(Slurry)接觸。這樣，使硫氧化物和石灰石(CaC03)反應(yīng)而產(chǎn)生包含CaSCb或CaS04等固體沉淀物的槳液。最后，向吸收塔下部注入強(qiáng)制氧化用空氣，來生成石膏(CaS04'H20)。在吸收塔130中生成的石膏經(jīng)過脫水過程，可用作高純度產(chǎn)業(yè)用石膏，在該過程中會(huì)排出石膏中的微細(xì)粒子和水。此時(shí)，排出的水即為脫硫廢水，被輸送到后述的脫硫廢水處理裝置200，進(jìn)行處理并排出。圖2是表示煤炭火力發(fā)電廠中的將通常的次氯酸鈉用作主處理試劑的脫硫廢水處理裝置的結(jié)構(gòu)的示意圖。脫硫廢水處理裝置200是用來處理從脫硫設(shè)備排出的廢水的裝置，通過物理、化學(xué)處理，去除懸浮物質(zhì)(SS:SuspendedSolid)、重金屬、化學(xué)需氧量(COD:ChemicalOxygenDemand)成分等，處理成環(huán)境規(guī)定范圍內(nèi)之后排出。從吸收塔130輸送到脫硫廢水處理裝置200的脫硫廢水，首先在前處理槽210中沉淀脫硫廢水中的較重的石膏粒子，分離去除一部分后，在第一反應(yīng)槽220至第三反應(yīng)槽224中的第一反應(yīng)槽220，由次氯酸鈉進(jìn)行氧化處理，而降低化學(xué)需氧量。通過了第一反應(yīng)槽220的脫硫廢水經(jīng)過第二反應(yīng)槽222，在第三反應(yīng)槽224中，由亞硫酸氫鈉(NaHS03)去除剩余的次氯酸鈉，將毒性較強(qiáng)的六價(jià)鉻(Cr6+)還原為毒性較弱的三價(jià)鉻(Cr3+)。從第三反應(yīng)槽224排出的脫硫廢水被臨時(shí)儲(chǔ)存在日常槽230之后，在第四反應(yīng)槽240，第五反應(yīng)槽242追加燒堿(NaOH)和凝集劑進(jìn)行反應(yīng)，然后，在第一沉淀槽(250)使氟、重金屬等沉淀并去除。通過了第一沉淀槽250的脫硫廢水進(jìn)入第六反應(yīng)槽260和第七反應(yīng)槽262，在第六反應(yīng)槽260和第七反應(yīng)槽262再次注入燒堿、碳酸鈉(Na2CQ3)和凝集劑進(jìn)行反應(yīng)之后，在第二沉淀槽270中沉淀去除鈣離子和殘余重金屬，在第一PH調(diào)整槽280將PH值調(diào)節(jié)為中性，經(jīng)過過濾塔(290)，在第二PH調(diào)整槽292再次將PH值降低到酸性(約PH3PH4)之后，在氟吸收塔(294)去除氟。去除了氟的脫硫廢水(此時(shí)廢水成為已基本完成處理的處理水)在最終PH調(diào)整槽(296)將PH值調(diào)節(jié)為中性后，排出到外部，進(jìn)行排放。另一方面，脫硫廢水中包含了煤灰、微細(xì)石膏粒子、氯離子、重金屬、懸浮固體、COD成分等非常多樣的成分，在廢水處理過程中，作為垢尤其較多地附著在第三反應(yīng)槽(224)的內(nèi)壁和攪拌機(jī)、測量儀等上，由于這種垢的附著，導(dǎo)致反應(yīng)槽的處理容量減少，測量儀進(jìn)行錯(cuò)誤的工作等，存在反應(yīng)效率低下、脫硫廢水的處理水質(zhì)惡化、處理量也減少等問題。再者，脫硫廢水處理裝置200的各器械損傷或發(fā)生故障的危險(xiǎn)增大，為了用物理方式去除已附著的垢，需要以較短的周期反復(fù)中斷脫硫廢水處理裝置(200)的運(yùn)轉(zhuǎn)，需要在密閉空間進(jìn)行去除垢作業(yè)，而導(dǎo)致工作人員的安全受到較大威脅等，存在各種嚴(yán)重的問題。為了解決這種問題，開發(fā)并使用著將亞硝酸鈉(NaN02)和硫酸亞鐵(FeS04)等用作處理脫硫廢水的主處理試劑的脫硫廢水處理裝置中使用的防垢劑。但是，這種一般的防垢劑，是中止硫酸亞鐵(FeS04)的使用而代替使用亞硫酸氫鈉(NaHS03)，來防止作為微細(xì)粒子的鈣化物(如石膏粒子)的附著生長，所以在將幾乎不被強(qiáng)酸或強(qiáng)堿溶解的硅(Si)和鈣(Ca)的復(fù)合化合物作為垢主要成分的次氯酸鈉，用作主處理試劑的脫硫廢水處理裝置200中，就存在無法抑制和去除垢的問題。
發(fā)明內(nèi)容為了解決上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種防垢劑及防垢方法，用于減少和防止在將次氯酸鈉用作為主處理試劑的脫硫廢水處理裝置中生成并附著的垢。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種脫硫廢水處理裝置的防垢劑，所述脫硫廢水處理裝置將次氯酸鈉用作主處理試劑，所述防垢劑含有檸檬酸、水溶性絡(luò)合劑、負(fù)電荷涂層劑及破垢劑作為有效成分。并且，本發(fā)明的另一目的是提供一種脫硫廢水處理裝置的防塘方法，所述脫硫廢水處理裝置將次氯酸鈉用作主處理試劑，所述防坭方法中，將含有檸檬酸、水溶性絡(luò)合劑、負(fù)電荷涂層劑及破垢劑作為有效成分的防坭劑，向?qū)⒋温人徕c用作主處理試劑的脫硫廢水處理裝置的第二反應(yīng)槽和第三反應(yīng)槽注入450ppm500ppm。如上所述，根據(jù)本發(fā)明，不僅可以防止在將次氯酸鈉用作主處理試劑的脫硫廢水處理裝置上生成并附著垢，而且還可以去除己生成并附著的標(biāo)。另外，為了去除鈣離子，通過中止一直注入于第七反應(yīng)槽的碳酸鈉(Na2C03)的注入，還可以防止蓄積在第七反應(yīng)槽內(nèi)壁上的軟質(zhì)垢。從而，不需要通過物理方式去除垢的作業(yè)，可以穩(wěn)定且圓滑地處理脫硫廢水，可以進(jìn)一步良好地維持最終處理的水質(zhì)，可防止為了用物理方式處理垢而投入工作人員的非效率，可預(yù)防工作人員在去除垢的過程中發(fā)生的安全事故(窒息事故等)。圖l是用于說明從火力發(fā)電廠等的鍋爐中生成的煙道氣的一般流向的示意圖。圖2是表示煤炭火力發(fā)電廠的一般脫硫廢水處理裝置的結(jié)構(gòu)的示意圖。具體實(shí)施方式下面，參照附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的較佳實(shí)施例。首先，要注意的是，對各附圖的構(gòu)成要素附加附圖標(biāo)記時(shí)，對于相同的構(gòu)成要素，雖然表示在不同的附圖上，但盡可能使其具有相同的標(biāo)記。另外，在說明本發(fā)明時(shí)，當(dāng)相關(guān)的公知結(jié)構(gòu)或?qū)δ艿木唧w說明被認(rèn)為影響應(yīng)主要說明的本發(fā)明的要旨時(shí)，就省略其詳細(xì)說明。本發(fā)明的較佳實(shí)施例涉及的將次氯酸鈉用作主處理試劑的脫硫廢水處理裝置中采用的防垢劑，是通過含有檸檬酸(C6H807)、水溶性絡(luò)合劑、負(fù)電荷涂層劑及破垢劑中的一種或多種的組合，來抑制垢生成，并去除已生成的垢，通過進(jìn)一步含有碳酸鋰(Li2C03)和醋酸(CH3COOH)，來去除氟，并且使用水作為溶劑。這里，檸檬酸首先與脫硫廢水中的鈣離子(Ca2+)結(jié)合而生成檸檬酸鹽(Citrate)，使得在中性的冷卻水中也能夠溶解，從而使鈣離子不能與其他無機(jī)離子結(jié)合而反應(yīng)成堅(jiān)固的垢粒子，不僅可以防止脫硫廢水處理裝置腐蝕，而且對人體無害，所以非常適宜作為防垢劑的有效成分。另外，水溶性絡(luò)合劑可以使脫硫廢水中的金屬離子、尤其使鐵離子(Fe3+)和鋁離子(AL3+)等生成為水溶性絡(luò)合物，來防止鐵離子和鋁離子與其他分子結(jié)合而成為垢，否則，鐵離子和鋁離子會(huì)凝集粘性強(qiáng)且堅(jiān)固的硅(Si)和鈣化物的粒子，促進(jìn)垢附著。作為這種水溶性絡(luò)合劑，適宜使用二乙撐三胺五乙酸(DTPA:DiethyleneTriaminePentaaceticAcid)或亞甲基膦酸(MethylenePhosphonicAcid)等，但并不限于此。另外，負(fù)電荷涂層劑通過使硅和鈣化物以及其他堅(jiān)固的化合物粒子帶上負(fù)電荷，來防止相互凝集生長而成為垢。作為這種負(fù)電荷涂層劑，適宜使用氨基三甲基膦酸(ATMP:AminotrimethylPhosphonicAcid)等，但并不限于此。另外，破垢劑是一種閾效果(ThresholdEffect)劑，當(dāng)微細(xì)粒子(SS:SuspendedSolid)相互聚集或者附著成垢時(shí)，就會(huì)使結(jié)晶自身破裂，來防止垢的生成，而且還能去除已生成的垢。作為這種破垢劑可優(yōu)選使用l-羥基亞乙基-1(1-HydroxyEthylidene-1)或l-膦酸(1-phosphonicAcid)等，但并不限于此。下面，說明本發(fā)明的較佳實(shí)施例涉及的用于將次氯酸鈉作為主處理試劑的脫硫廢水處理裝置中的防垢劑和防垢方法的實(shí)施例和實(shí)際使用例。為了把握本發(fā)明的較佳實(shí)施例涉及的將次氯酸鈉作為主處理試劑的脫硫廢水處理裝置中的防垢劑的防垢效果和去除效果，制造出具有如表l所示組成比的防垢劑，向?qū)⒋温人徕c用作主處理試劑的脫硫廢水處理裝置中的第二反應(yīng)槽(222)和第三反應(yīng)槽(224)，對于脫硫廢水的試料200ml注入450ppm500ppm。表l示出了本發(fā)明的較佳實(shí)施例涉及的將次氯酸鈉用作主處理試劑的脫硫廢水處理裝置的防垢劑中含有的有效成分的組成比和使用目的。這里，碳酸鋰和醋酸是為了去除脫硫廢水中的氟，可以根據(jù)需要添加。表l:<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>如上所述地向脫硫廢水的試料中注入具有表l所示組成比的防街劑時(shí)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果示于表2。表2<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>表2是比較了本發(fā)明的較佳實(shí)施例涉及的將次氯酸鈉用作主處理試劑的脫硫廢水處理裝置的防垢劑的使用前后的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。如表2所示，可以確認(rèn)在使用本發(fā)明的較佳實(shí)施例涉及的將次氯酸鈉用作主處理試劑的脫硫廢水處理裝置的防垢劑之后，微細(xì)粒子和化學(xué)需氧量(COD:ChemicalOxygenDemand,以下簡稱為"COD")減少。尤其可以確認(rèn)出成為垢的生成和附著的直接原因的微細(xì)粒子顯著減少。為了進(jìn)一步把握本發(fā)明的較佳實(shí)施例涉及的將次氯酸鈉用作主處理試劑的脫硫廢水處理裝置中的防垢劑的垢防止效果和去除效果，將表l所示的有效成分組成比的防垢劑，向?qū)⒋温人徕c用作主處理試劑的脫硫廢水處理裝置的第二反應(yīng)槽(222)和第三反應(yīng)槽(224)連續(xù)注入約2個(gè)月，為了確認(rèn)最佳的注入量，相對于脫硫廢水的流入量，注入250ppm、350ppm、450ppm、550ppm、650ppm。該實(shí)驗(yàn)的結(jié)果示于表3表5。表3:<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>表3是表示將本發(fā)明的較佳實(shí)施例涉及的將次氯酸鈉用作主處理試劑的脫硫廢水處理裝置中的防垢劑，按照不同注入濃度使用前后的脫硫廢水的水質(zhì)的分析結(jié)果。這里，在使用防垢劑前的脫硫廢水的水質(zhì)，根據(jù)第一反應(yīng)槽220的流入水的COD及氟(F)的含量來判斷，使用防垢劑后的脫硫廢水的水質(zhì)，根據(jù)第一沉淀槽250的流入水的COD及氟的含量來判斷。如表3所示，當(dāng)防垢劑的注入濃度為450ppm500ppm時(shí)，COD及氟的含量最少，所以最優(yōu)選的是注入其注入濃度為450ppm500ppm的防垢劑。表4:<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>表4示出將本發(fā)明的較佳實(shí)施例涉及的將次氯酸鈉用作主處理試劑的脫硫廢水處理裝置的防垢劑，以450ppm連續(xù)注入的結(jié)果。將450ppm的防垢劑向第二反應(yīng)槽(222)和第三反應(yīng)槽(224)連續(xù)注入，若比較在使用防垢劑之前和之后流入到第一沉淀槽(250)的流入水和最終排放的排放水的COD、微細(xì)粒子、氟的含量，貝U如表4所示，可確認(rèn)其<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>表5是表示本發(fā)明的較佳實(shí)施例涉及的將次氯酸鈉用作主處理試劑的脫硫廢水處理裝置中的防垢劑的使用前后的垢測量結(jié)果。在使用防垢劑之前測量第三反應(yīng)槽(224)的內(nèi)壁的垢的結(jié)果，垢的厚度約為2cm，使用垢經(jīng)過約2個(gè)月后測量第三反應(yīng)槽(224)的內(nèi)壁的垢的結(jié)果，垢的厚度減少至1.5cm。通過表5所示的結(jié)果可以知道，防垢劑不僅起到防止垢的生成及附著的作用，而且還能夠起到去除已生成并附著的垢的作用。如上所述的說明只是示例說明本發(fā)明的技術(shù)思想，只要是具有本
技術(shù)領(lǐng)域：
常識的本領(lǐng)域技術(shù)人員，可以在不脫離本發(fā)明的本質(zhì)特性的范圍內(nèi)，進(jìn)行多種修正和變形。從而，本發(fā)明中揭示的實(shí)施例并不是用來限定本發(fā)明的技術(shù)思想，而且為了進(jìn)行說明，本發(fā)明的技術(shù)思想范圍內(nèi)不會(huì)因這些實(shí)施例而受到限定。本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)是由權(quán)利要求書來規(guī)定，在與其等同范圍內(nèi)的所有技術(shù)思想都應(yīng)當(dāng)被解釋為包含在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍內(nèi)。權(quán)利要求1.一種脫硫廢水處理裝置的防垢劑，其中，所述脫硫廢水處理裝置將次氯酸鈉用作主處理試劑，其特征在于，所述防垢劑含有檸檬酸、水溶性絡(luò)合劑、負(fù)電荷涂層劑及破垢劑作為有效成分。2.根據(jù)權(quán)利要求l所述的用防垢劑，其特征在于，所述防垢劑含有7.7重量百分比的檸檬酸、5.7重量百分比的水溶性絡(luò)合劑、4.2重量百分比的負(fù)電荷涂層劑、3.2重量百分比的破垢劑、以及余量的水。3.根據(jù)權(quán)利要求l所述的防垢劑，其特征在于，所述防垢劑還含有碳酸鋰和醋酸。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的防垢劑，其特征在于，所述碳酸鋰為11.1重量百分比，所述醋酸為4.2重量百分比。5.根據(jù)權(quán)利要求l所述的防垢劑，其特征在于，所述水溶性絡(luò)合劑為二乙撐三胺五乙酸或亞甲基膦酸。6.根據(jù)權(quán)利要求l所述的防垢劑，其特征在于，所述破垢劑為1-羥基亞乙基-1或1-膦酸。7.根據(jù)權(quán)利要求l所述的防垢劑，其特征在于，所述負(fù)電荷涂層劑為氨基三甲基膦酸。8.—種脫硫廢水處理裝置的防垢方法，用于將次氯酸鈉用作主處理試劑的脫硫廢水處理裝置中，其特征在于，將權(quán)利要求17中任一項(xiàng)所述的防垢劑，向?qū)⒋温人徕c用作為主處理試劑的脫硫廢水處理裝置的第二反應(yīng)槽和第三反應(yīng)槽注入450ppm500ppm。全文摘要提供一種涉及將次氯酸鈉用作主處理試劑的脫硫廢水處理裝置中采用的防垢劑及防垢方法。該防垢劑作為有效成分含有檸檬酸、水溶性絡(luò)合劑、負(fù)電荷涂層劑及破垢劑。從而，可以防止在將次氯酸鈉用作主處理試劑的脫硫廢水處理裝置上生成并附著垢，還可以去除已生成并附著的垢。文檔編號C02F5/10GK101239757SQ20081008567公開日2008年8月13日申請日期2008年1月9日優(yōu)先權(quán)日2007年1月9日發(fā)明者張伊植,成箕喆,文俸奎,鄭稻定,金日煥申請人:韓國東西發(fā)電株式會(huì)社;海龍化學(xué)株式會(huì)社