一種濕法煙氣脫硫漿液中汞再釋放抑制劑及其應(yīng)用方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明煙氣脫汞方法【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種濕法煙氣脫硫漿液中汞再釋放抑制劑及其應(yīng)用方法。本發(fā)明抑制劑其質(zhì)量百分比組成為：硫代硫酸鹽25%-45%、硫化鈉55%-75%。在脫硫漿液中加入上述添加劑，抑制汞釋放，所述添加劑的加入量為100mg/L～600mg/L。本發(fā)明利用硫代硫酸鹽與硫化鈉的協(xié)同作用能更好地與漿液中Hg2+作用，形成穩(wěn)定的HgS沉淀，沉淀和脫硫石膏一起進(jìn)入固相而被分離除去。同時(shí)，本發(fā)明抑制劑更適合于在濕法脫硫系統(tǒng)運(yùn)行條件下添加，降低添加劑的浪費(fèi)。本發(fā)明能有效抑制石灰石-石膏濕法煙氣脫硫漿液中汞的再釋放，提高石灰石-石膏濕法煙氣脫硫系統(tǒng)的脫汞效率，有效解決燃煤煙氣排放造成的汞污染問(wèn)題。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種濕法煙氣脫硫漿液中汞再釋放抑制劑及其應(yīng)用方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明煙氣脫汞方法【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種濕法煙氣脫硫漿液中汞再釋放抑制劑及其應(yīng)用方法。
【背景技術(shù)】
[0002]汞作為一種劇毒、高揮發(fā)性、在生物體內(nèi)易于沉積且遲滯性長(zhǎng)的物質(zhì)，在環(huán)保領(lǐng)域越來(lái)越受到重視。在人類(lèi)活動(dòng)中，化石燃料燃燒是汞排放的最大來(lái)源。據(jù)統(tǒng)計(jì)，美國(guó)目前燃煤電廠(chǎng)每年排放的汞達(dá)到48t，占人類(lèi)活動(dòng)排放汞總量的三分之一；我國(guó)，1995?2003年全國(guó)燃煤電廠(chǎng)汞年排放量以5.9%的平均速度遞增，2003年燃煤電廠(chǎng)排放的汞已超過(guò)100t。所以采取措施控制燃煤產(chǎn)生的汞成為各國(guó)關(guān)注的焦點(diǎn)。
[0003]目前所研究的煙氣脫汞的方法主要集中在兩個(gè)方面，一是吸附劑噴射技術(shù)；另一方面是利用現(xiàn)有的空氣污染控制裝置為基礎(chǔ)的同時(shí)脫汞方法。吸附劑噴射技術(shù)雖具有較高的脫汞效率，但其成本很高，吸附劑后續(xù)處理難，若處理不當(dāng)易造成二次污染。利用現(xiàn)有污染控制裝置脫汞的方法在這一方面具有相對(duì)較大的優(yōu)勢(shì)。在中國(guó)，由于煙氣脫硫脫硝技術(shù)起步較晚，很多電廠(chǎng)都只有濕法脫硫裝置，沒(méi)有為脫汞裝置預(yù)留空間。同時(shí)，中國(guó)的燃煤電廠(chǎng)中，采用石灰石-石膏濕法煙氣脫硫的機(jī)組占到90%左右，因此，在現(xiàn)有的石灰石-石膏濕法煙氣脫硫系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)同時(shí)脫汞具有重要的實(shí)用價(jià)值和理論意義。
[0004]燃煤產(chǎn)生的煙氣中氣態(tài)汞主要以2種形態(tài)存在，即單質(zhì)汞Hg°和氧化態(tài)汞(一般為Hg2+)。Hg2+易溶于水，在石灰石-石膏濕法煙氣脫硫系統(tǒng)中，可將煙氣中80%?95%的Hg2+除去。但對(duì)于不溶于水的Hg°，捕捉效果不顯著。此外，最初在石灰石-石膏濕法煙氣脫硫系統(tǒng)被捕集的Hg2+又以Hg°的形態(tài)排出，這就是汞在石灰石-石膏濕法煙氣脫硫系統(tǒng)中再釋放。研究表明，由于煙氣中SO2被漿液吸收生成的S(IV)具有還原性，能還原吸收的Hg2+而生成不溶于水的Hg°，造成汞的重新排放，反應(yīng)式為:
[0005]HSO32- (aq) + H2O(I) + Hg2+ (aq) — Hg0(g) + S042_(aq) + 3H+
[0006]另外，金屬離子(如鐵、錳、鎳、鈷、錫等)也能與Hg2+反應(yīng)使之還原，其反應(yīng)如下:
[0007]2M2+ (aq) + Hg2+(aq) — Hg0(g) + 2M3+(aq)
[0008]Hg2+在石灰石-石膏濕法煙氣脫硫系統(tǒng)中的還原釋放導(dǎo)致脫硫系統(tǒng)對(duì)汞的脫除效率降低。因此，往石灰石-石膏濕法煙氣脫硫系統(tǒng)中添加合適的添加劑來(lái)抑制Hg2+的還原釋放，從而提聞其對(duì)萊的脫除效率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明針對(duì)石灰石-石膏濕法煙氣脫硫漿液中Hg2+易被還原并再釋放進(jìn)入煙氣、造成二次污染、降低濕法脫硫系統(tǒng)的脫汞效率問(wèn)題，提供了一種濕法煙氣脫硫漿液中汞再釋放抑制劑及其應(yīng)用方法。
[0010]一種濕法煙氣脫硫漿液中汞再釋放抑制劑，所述抑制劑由可溶性的硫的含氧酸鹽和金屬硫化物均勻混合組成。[0011]所述可溶性的硫的含氧酸鹽為偏重亞硫酸鹽、連二亞硫酸鹽和硫代硫酸鹽中的一種或多種，所述金屬硫化物為硫化納。
[0012]所述抑制劑由硫代硫酸鹽和硫化鈉組成，其中硫代硫酸鹽的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25%_45%，其余組分為硫化鈉。
[0013]所述硫代硫酸鹽的質(zhì)量分?jǐn)?shù)優(yōu)選為33%，其余組分為硫化鈉。
[0014]所述硫代硫酸鹽為硫代硫酸鈉和硫代硫酸鉀中的一種或兩種。
[0015]一種濕法煙氣脫硫漿液中汞再釋放抑制劑的應(yīng)用方法，其具體方案如下:
[0016]在石灰石循環(huán)漿液池的任意位置，一次性或分多次向脫硫漿液中加入汞再釋放抑制齊U，抑制萊釋放；所述萊再釋放抑制劑的用量為100mg/L?600mg/L,即每升脫硫衆(zhòng)液中加入IOOmg?600mg萊再釋放抑制劑。
[0017]所述萊再釋放抑制劑的用量?jī)?yōu)選為200mg/L?400mg/L,即每升脫硫衆(zhòng)液中加入200mg?400mg萊再釋放抑制劑。
[0018]所述脫硫漿液的pH值為5?6。
[0019]所述脫硫漿液的溫度為50?60°C。
[0020]本發(fā)明抑制劑利用硫代硫酸鹽與硫化鈉的協(xié)同作用能更好地與漿液中Hg2+作用，形成穩(wěn)定的HgS沉淀，沉淀和脫硫石膏一起進(jìn)入固相而被分離除去。同時(shí)，本復(fù)合添加劑更適合于在濕法脫硫系統(tǒng)運(yùn)行條件下添加。
[0021]本發(fā)明的有益效果為:
[0022]1、硫代硫酸鹽與硫化鈉的協(xié)同作用更適合于在石灰石-石膏濕法脫硫系統(tǒng)添加，避免單一添加劑添加至石灰石-石膏濕法脫硫系統(tǒng)中時(shí)抑制劑與SO42-反應(yīng)造成抑制劑的浪費(fèi)，反應(yīng)原理如下:
[0023]Na2S203+H2S04 — Na2S04+S+S02 f +H2O
[0024]H2S04+Na2S — Na2S04+H2S f
[0025]Na2S203+3H2S04+2Na2S — 3Na2S04+4S+3H20
[0026]2、與濕法煙氣脫硫漿液中Hg2+有效結(jié)合，以HgS沉淀的形式或者溫度螯合物被固定而隨脫硫石膏排出；
[0027]3、可有效抑制濕法煙氣脫硫漿液中汞的再釋放，提高濕法煙氣脫硫系統(tǒng)的脫汞效率，有效解決燃煤煙氣排放組成的汞污染問(wèn)題。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0028]圖1是本發(fā)明抑制劑對(duì)石灰石-石膏濕法煙氣脫硫漿液中汞再釋放的影響曲線(xiàn)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0029]本發(fā)明提供了一種濕法煙氣脫硫漿液中汞再釋放抑制劑及其應(yīng)用方法，下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明。
[0030]實(shí)施例1
[0031]本實(shí)施例所使用的脫硫漿液為石灰石質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%的石灰石漿液，在石灰石漿液中加入濕法煙氣脫硫過(guò)程中汞再釋放抑制劑，其用量為100mg/L，抑制劑組成為:硫代硫酸鈉45wt%、硫化鈉55wt%，調(diào)整石灰石漿液pH值為5.5，溫度為55°C，模擬混合煙氣組成為體積分?jǐn)?shù)為12%的CO2、體積分?jǐn)?shù)為6%的O2、氣體濃度為300ppm的SO2、其余為N2，利用蠕動(dòng)泵以流量為10mL/h的流速向鼓泡反應(yīng)器中泵入濃度為50μ g/L的Hg2+溶液，鼓泡反應(yīng)器中吸收液體積為400mL，入口煙氣流量為lL/min。出口煙氣中Hgtl濃度隨時(shí)間的變化如圖1所示。該圖說(shuō)明，加入該抑制劑前出口煙氣中Hg°濃度穩(wěn)定后為6.65 μ g/m3，加入該抑制劑后出口煙氣中Hg°濃度穩(wěn)定后為0.92 μ g/m3,該抑制劑對(duì)石灰石漿液中汞再釋放的抑制率達(dá)到 86.2%ο
[0032]實(shí)施例2
[0033]本實(shí)施例所使用的脫硫漿液為石灰石質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%的石灰石漿液，在石灰石漿液中加入濕法煙氣脫硫過(guò)程中汞再釋放抑制劑，其用量為200mg/L，抑制劑組成為:硫代硫酸鉀35wt%、硫化鈉65wt%，調(diào)整石灰石漿液pH值為5.5，溫度為55°C，模擬混合煙氣組成為體積分?jǐn)?shù)為12%的CO2、體積分?jǐn)?shù)為6%的O2、氣體濃度為300ppm的SO2、其余為N2，利用蠕動(dòng)泵以流量為10mL/h的速度向鼓泡反應(yīng)器中泵入濃度為50μ g/L的Hg2+溶液，鼓泡反應(yīng)器中吸收液體積為400mL，入口煙氣流量為lL/min。該抑制劑對(duì)石灰石漿液中汞再釋放的抑制率達(dá)到90.4%ο
[0034]實(shí)施例3
[0035]本實(shí)施例所使用的脫硫漿液為石灰石質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%的石灰石漿液，在石灰石漿液中加入濕法煙氣脫硫過(guò)程中汞再釋放抑制劑，其用量為300mg/L，抑制劑組成為:硫代硫酸鈉33wt%、硫化鈉67wt%，調(diào)整石灰石H值為5.5，溫度為55°C，模擬混合煙氣組成為體積分?jǐn)?shù)為12%的CO2、體積分?jǐn)?shù)為6%的O2、體積濃度為300ppm的SO2、其余為N2，利用蠕動(dòng)泵以流量為10mL/h的速度向鼓泡反應(yīng)器中泵入濃度為50μ g/L的Hg2+溶液，鼓泡反應(yīng)器中吸收液體積為400mL，入口煙氣流量為lL/min。該抑制劑對(duì)石灰石漿液中汞再釋放的抑制率達(dá)到 95.4%ο
[0036]實(shí)施例4
[0037]某電廠(chǎng)300麗石灰石-石膏濕法煙氣脫硫系統(tǒng)，脫硫系統(tǒng)入口煙氣中Hg°濃度為18.9 μ g/m3左右，脫硫系統(tǒng)出口煙氣中Hgci濃度為24.4 μ g/m3左右，在脫硫漿液中加入本發(fā)明抑制劑，抑制劑組成為:硫代硫酸鈉33wt%、硫化鈉67wt%，加入量為400mg/L，測(cè)得脫硫系統(tǒng)出口煙氣中Hg°濃度為19.2 μ g/m3左右，該抑制劑的加入可有效抑制脫硫漿液中汞的再釋放。
【權(quán)利要求】
1.一種濕法煙氣脫硫漿液中汞再釋放抑制劑，其特征在于:所述抑制劑由可溶性的硫的含氧酸鹽和金屬硫化物均勻混合組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種濕法煙氣脫硫漿液中汞再釋放抑制劑，其特征在于:所述可溶性的硫的含氧酸鹽為偏重亞硫酸鹽、連二亞硫酸鹽和硫代硫酸鹽中的一種或多種，所述金屬硫化物為硫化納。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種濕法煙氣脫硫漿液中汞再釋放抑制劑，其特征在于:所述抑制劑由硫代硫酸鹽和硫化鈉組成，其中硫代硫酸鹽的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25%-45%，其余組分為硫化鈉。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種濕法煙氣脫硫漿液中汞再釋放抑制劑，其特征在于:所述硫代硫酸鹽的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為33%，其余組分為硫化鈉。
5.根據(jù)權(quán)利要求2-4任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的一種濕法煙氣脫硫漿液中汞再釋放抑制劑，其特征在于:所述硫代硫酸鹽為硫代硫酸鈉和硫代硫酸鉀中的一種或兩種。
6.如權(quán)利要求1-5任意一條權(quán)利要求所述的一種濕法煙氣脫硫漿液中汞再釋放抑制劑的應(yīng)用方法，其特征在于，具體方案如下: 在石灰石循環(huán)漿液池的任意位置，一次性或分多次向脫硫漿液中加入汞再釋放抑制齊U，抑制萊釋放；所述萊再釋放抑制劑的用量為100mg/L?600mg/L,即每升脫硫衆(zhòng)液中加入IOOmg?600mg萊再釋放抑制劑。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種濕法煙氣脫硫漿液中汞再釋放抑制劑的應(yīng)用方法，其特征在于:所述汞再釋放抑制劑的用量為200mg/L?400mg/L，即每升脫硫漿液中加入200mg?400mg萊再釋放抑制劑。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種濕法煙氣脫硫漿液中汞再釋放抑制劑的應(yīng)用方法，其特征在于:所述脫硫漿液的pH值為5?6。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種濕法煙氣脫硫漿液中汞再釋放抑制劑的應(yīng)用方法，其特征在于:所述脫硫漿液的溫度為50?60°C。
【文檔編號(hào)】B01D53/80GK103736387SQ201310705316
【公開(kāi)日】2014年4月23日 申請(qǐng)日期:2013年12月20日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月20日
【發(fā)明者】陳傳敏, 劉松濤, 劉永超, 劉軒, 賈文波 申請(qǐng)人:華北電力大學(xué)（保定）