專利名稱：一種同時脫硫脫汞添加劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種脫硫脫汞添加劑，具體涉及一種同時脫硫脫汞添加劑。本發(fā)明還涉及該添加劑的制備方法。
背景技術(shù)：
燃煤電廠的煙氣污染物控制一直是電力環(huán)境保護(hù)面臨的重要問題，目前，煙氣脫硫脫硝及除塵器等設(shè)備的應(yīng)用能使煙氣基本滿足現(xiàn)有的污染物排放標(biāo)準(zhǔn)。由于濕法脫硫技術(shù)具有脫硫效率高、適用性廣的特點，我國90%以上的燃煤電廠都采用石灰石-石膏濕法(WFGD)進(jìn)行煙氣脫硫。汞具有嚴(yán)重的生理毒性，2011年我國發(fā)布的《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 13223-2011)明確規(guī)定，汞及其化合物的排放限值為0.03mg/m3。隨著對電站汞污染的不斷重視，F(xiàn)GD對汞污染排放特性的影響也引起了廣泛關(guān)注，如果在不影響WFGD正常脫硫運(yùn)行的同時，利用已有的濕法脫硫系統(tǒng)能夠有效控制汞的排放，必將是未來最有希望且具有良好經(jīng)濟(jì)效益的污染物控制方法。燃煤煙氣中的汞通常存在三種形態(tài)即氣態(tài)Hg°、二價態(tài)Hg2+和固態(tài)顆粒附著物。顆粒態(tài)汞容易被除塵裝置捕集而得以去除，氣態(tài)汞由于揮發(fā)性高，水溶性低，很難被現(xiàn)有除塵裝置去除，而氧化態(tài)Hg2+易溶于水，易于被WFGD脫除。因此，WFGD系統(tǒng)脫汞率的高低取決于煙氣中Hg2+的含量，而實際運(yùn)行試驗發(fā)現(xiàn)，電廠煙氣80%的Hg以Hg°的形式存在，盡管WFGD系統(tǒng)對Hg2+有較高去除率，對全汞的去除率依然不容樂觀，因此，為提高煙氣脫汞效率，目前的研究集中在將煙氣中的Hg°盡可能氧化為Hg2+再通過濕法脫硫裝置得以去除。對于煙氣的脫硫脫汞處理一般采用固體吸附劑，分別為脫汞劑和脫硫劑。常用的脫汞吸附劑有活性炭、飛灰、鈣基類吸附劑等。而煙氣脫硫劑的研究較為成熟，主要的脫硫劑有鈣基脫硫劑、鈉基脫硫劑、胺基脫硫劑、鎂基脫硫劑、金屬氧化物脫硫劑和檸檬酸脫硫劑以及吸附脫硫劑等。濕法煙氣脫硫一般采用鈣基脫硫劑如石灰石(CaC03)。目前，電廠煙氣處理中，脫汞劑和脫硫劑都是單獨使用，脫硫劑的使用能達(dá)到較高的脫硫效率，尤其是當(dāng)前脫硫添加劑的應(yīng)用更能有效提高系統(tǒng)石灰石活性，改善系統(tǒng)結(jié)垢堵塞的問題，脫硫率高達(dá)99%以上，但卻未能顯著提高煙氣脫汞效率，脫汞劑單獨使用能有效提高煙氣脫汞效率，但由于吸附劑本身價格高導(dǎo)致運(yùn)行成本高，無法得以推廣應(yīng)用。因此，目前的脫汞劑和脫硫劑都不能夠很好地解決WFGD系統(tǒng)結(jié)垢堵塞和脫汞效率不高的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的第一個目的是提供一種同時脫硫脫汞添加劑，該添加劑既可以同時脫硫脫汞，具有較高的脫硫脫汞效率，還具有提高石灰石活性，防止WFGD系統(tǒng)結(jié)垢和堵塞，降低系統(tǒng)能量損耗的優(yōu)點。本發(fā)明的第二個目的是提供上述添加劑的制備方法。本發(fā)明的第三個目的是上述添加劑的應(yīng)用。本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的:一種同時脫硫脫汞添加劑，由苯甲酸鈉、硫酸鐵、己二酸和鄰苯二甲醛組成。作為本發(fā)明的一個實施方式，所述的脫硫脫汞添加劑各組分重量百分比為:
苯甲酸鈉35%-50%，硫酸鐵20%-25%，己二酸22%_35%，鄰苯二甲醛8%_15%。本發(fā)明中，苯甲酸鈉作為助溶劑，能加速濕法脫硫系統(tǒng)中石灰石的溶解，防止WFGD系統(tǒng)內(nèi)結(jié)垢堵塞；己二酸是有機(jī)酸，能促進(jìn)濕法脫硫系統(tǒng)氣膜和液膜之間的傳質(zhì)從而加快反應(yīng)速度；硫酸鐵作為氧化劑有利于Hg°向Hg2+的轉(zhuǎn)化；鄰苯二甲醛作為有機(jī)醛類物質(zhì)，有利于與Hg2+形成螯合物，抑制Hg2+的還原。四種組分發(fā)揮各自的作用，又相輔相成，達(dá)到提高脫硫脫汞效率，并提高石灰石活性，防止WFGD系統(tǒng)結(jié)垢和堵塞，降低系統(tǒng)能量損耗。本發(fā)明的第二個目的通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn):一種同時脫硫脫汞添加劑的制備方法，將苯甲酸鈉、硫酸鐵、己二酸和鄰苯二甲醛按配比混合，加水?dāng)嚢杌旌?，水浴加熱并不斷攪拌至各組分溶解，制得復(fù)合溶液，然后在10(Tl()5°C溫度下干燥12 24h，冷卻至室溫，制得脫硫脫汞添加劑。本發(fā)明上述脫硫脫汞添加劑在燃煤電廠煙氣脫汞脫硫中的應(yīng)用。本發(fā)明的脫硫脫汞添加劑的加入方法為:可在漿液循環(huán)回路的任意位置加入，根據(jù)電廠時間運(yùn)行情況提出不同方案。若在漿液制備系統(tǒng)中加入，則其使用方法為，按照WFGD系統(tǒng)脫硫設(shè)備的要求將脫硫劑(石灰石)與水混合攪拌制成石灰石漿液，然后在石灰石漿液中加入本發(fā)明的脫硫脫汞添加劑，其加入量為石灰石重量的3.5%。，繼而攪拌使脫硫脫汞添加劑與石灰石漿液充分混合接觸，攪拌時間為24-36小時，攪拌溫度為50-60°C，待完全混合后將漿液送至煙氣脫硫設(shè)備。在建立脫硫系統(tǒng)吸收塔漿液中脫硫脫汞添加劑的本底濃度時，可以使用攪拌器將脫硫脫汞添加劑攪拌溶解均勻后通過地泵直接打入吸收塔。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果:
1.本發(fā)明的脫硫脫汞添加劑能顯著提高濕法脫硫工藝的脫硫脫汞效率，它能有效將煙氣中的Hg°氧化成Hg2+，從而將汞轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的低毒化合物，溶于吸收塔漿液中，與硫離子等形成不溶物沉淀，經(jīng)固液分離將汞徹底去除，解決了其潛在的二次污染問題，減少對環(huán)境的污染，具有良好的經(jīng)濟(jì)和社會效益。同時，脫硫脫汞劑中添加了螯合劑能有效地抑制Hg2+的還原釋放，從而增強(qiáng)濕法脫硫系統(tǒng)的脫汞能力。2.本發(fā)明不僅具有反應(yīng)催化作用，還提高了石灰石活性，防止WFGD系統(tǒng)設(shè)備結(jié)垢和堵塞，有效提高濕法脫硫系統(tǒng)脫硫劑的利用率，并降低系統(tǒng)能量損耗，對燃煤煙氣SO2和Hg的治理具有很好的應(yīng)用效果。3.本發(fā)明的脫硫脫汞添加劑能利用已有濕法脫硫系統(tǒng)除汞，用較低的運(yùn)行投資成本達(dá)到較好的污染物控制效果，應(yīng)用前景廣闊。
具體實施例方式實施例1
將苯甲酸鈉、硫酸鐵、己二酸和鄰苯二甲醛按照一定重量配比混合，其中，苯甲酸鈉40wt%,硫酸鐵20wt%，己二酸30wt%，鄰苯二甲醛10wt%。加水?dāng)嚢杌旌希?0°C下水浴加熱并不斷攪拌，使各組分充分溶解，制得復(fù)合溶液，105°C干燥24h，冷卻至室溫，制得脫硫脫汞添加劑。實施例2將苯甲酸鈉、硫酸鐵、己二酸和鄰苯二甲醛按照一定重量配比混合，其中，苯甲酸鈉35wt%，硫酸鐵22wt%，己二酸32wt%，鄰苯二甲醛llwt%。加水?dāng)嚢杌旌希?0°C下水浴加熱并不斷攪拌，使各組分充分溶解，制得復(fù)合溶液，105°C干燥12h，冷卻至室溫，制得脫硫脫汞添加劑。實施例3
將苯甲酸鈉、硫酸鐵、己二酸和鄰苯二甲醛按照一定重量配比混合，其中，苯甲酸鈉42wt%,硫酸鐵22wt%，己二酸28wt%，鄰苯二甲醛8wt%。加水?dāng)嚢杌旌?，?0°C下水浴加熱并不斷攪拌，使各組分充分溶解，制得復(fù)合溶液，105°C干燥20h，冷卻至室溫，制得脫硫脫汞添加劑。實施例4
將苯甲酸鈉、硫酸鐵、己二酸和鄰苯二 甲醛按照一定重量配比混合，其中苯甲酸鈉44wt%,硫酸鐵20wt%，己二酸26wt%，鄰苯二甲醛10wt%。加水?dāng)嚢杌旌?，?0°C下水浴加熱并不斷攪拌，使各組分充分溶解，制得復(fù)合溶液，105°C干燥18h，冷卻至室溫，制得脫硫脫汞添加劑。實施例5
將苯甲酸鈉、硫酸鐵、己二酸和鄰苯二甲醛按照一定重量配比混合，其中，苯甲酸鈉46wt%,硫酸鐵22wt%，己二酸24wt%，鄰苯二甲醛8wt%。加水?dāng)嚢杌旌?，?0°C下水浴加熱并不斷攪拌，使各組分充分溶解，制得復(fù)合溶液，105°C干燥23h，冷卻至室溫，制得脫硫脫汞添加劑。實施例6
將苯甲酸鈉、硫酸鐵、己二酸和鄰苯二甲醛按照一定重量配比混合，其中，苯甲酸鈉42wt%,硫酸鐵24wt%，己二酸25wt%，鄰苯二甲醛9wt%。加水?dāng)嚢杌旌?，?0°C下水浴加熱并不斷攪拌，使各組分充分溶解，制得復(fù)合溶液，105°C干燥15h，冷卻至室溫，制得脫硫脫汞添加劑。實驗例:
以實施方式I至6制得的脫硫脫汞添加劑加入石灰石漿液中，加入量為石灰石重量的3.5%。，石灰石漿液密度為1100kg/nTl200kg/m3，pH為5.5^5.8，脫硫脫汞添加劑加入后混合攪拌24 36小時，攪拌溫度為5(T60°C，待完全混合后將漿液送至脫硫吸收塔。吸收塔中通入的模擬煙氣組成成分為O2為3%、CO2為12%，Hg0為0.3mg/m3，SO2為2000ppm, HCl為5ppm，其余為N2，溫度為60°C，控制氣體流量為lL/min下脫硫脫汞添加劑對汞和二氧化硫(SO2)的去除效率。結(jié)果見表I。
權(quán)利要求
1.一種同時脫硫脫汞添加劑，其特征在于，由苯甲酸鈉、硫酸鐵、己二酸和鄰苯二甲醛組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的同時脫硫脫汞添加劑，其特征在于，所述添加劑的組分的重量百分比為: 苯甲酸鈉35%-50%，硫酸鐵20%-25%，己二酸22%_35%，鄰苯二甲醛8%_15%。
3.—種權(quán)利要求1或2所述的同時脫硫脫汞添加劑的制備方法，其特征在于，將苯甲酸鈉、硫酸鐵、己二酸和鄰苯二甲醛按配比混合，加水?dāng)嚢杌旌希〖訜岵⒉粩鄶嚢柚粮鹘M分溶解，制得復(fù)合溶液，然后在10(T105°C溫度下干燥12 24h，冷卻至室溫，制得脫硫脫汞添加劑。
4.權(quán)利要求1或2所述的同時脫硫脫汞添加劑在燃煤電廠煙氣脫汞脫硫中的應(yīng)用。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的應(yīng)用，其特征在于，所述脫硫脫汞添加劑的添加量為石灰石重量的3.5%o。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種同時脫硫脫汞添加劑，由苯甲酸鈉、硫酸鐵、己二酸和鄰苯二甲醛組成。本發(fā)明還公開了該脫硫脫汞添加劑的制備方法。該脫硫脫汞添加劑既可以同時脫硫脫汞，具有較高的脫硫脫汞效率，還具有提高石灰石活性，防止WFGD系統(tǒng)結(jié)垢和堵塞，降低系統(tǒng)能量損耗的優(yōu)點。
文檔編號B01D53/64GK103143252SQ201310056110
公開日2013年6月12日 申請日期2013年2月22日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月22日
發(fā)明者盤思偉, 唐念, 陳思維, 胡將軍, 李麗, 趙寧 申請人:廣東電網(wǎng)公司電力科學(xué)研究院