用于濕法煙氣脫硫工藝的多功能復合添加劑及其應用方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于石灰石一石膏濕法煙氣脫硫工藝技術領域，特別涉及一種用于濕法煙氣脫硫工藝的多功能復合添加劑及其應用方法。
【背景技術】
[0002]汞是一個全球性的污染物。它通過大氣傳播，流動性非常強，在沉降之后，進一步轉(zhuǎn)化為甲基汞，從而對人類健康和環(huán)境造成危害。在人類活動中，化石燃料燃燒是汞排放的最大來源。據(jù)統(tǒng)計，美國目前燃煤電廠每年排放的汞達到48t，占人類活動排放汞總量的三分之一；而在我國，據(jù)統(tǒng)計，1995?2003年全國燃煤電廠汞年排放量以5.9%的平均速度遞增，2003年燃煤電廠排放的汞已超過100t。所以采取措施控制燃煤產(chǎn)生的汞成為各國關注的焦點。汞污染被認為是世界上最重要的環(huán)境問題之一，對人類健康和生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)成嚴重威脅，正在全球范圍引起越來越多的關注。2009年2月份，聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署執(zhí)行理事會就建立一個具有約束力的機制達成一致。由于中國向環(huán)境中排放的汞量相當可觀，國務院高度重視汞污染防治工作。2009年下發(fā)的《國務院辦公廳轉(zhuǎn)發(fā)環(huán)境保護部等部門關于加強重金屬污染防治工作指導意見的通知》中將汞污染防治列為工作重點。即將報請國務院批準的《重金屬污染綜合防治規(guī)劃》和正在編制的《“十二五”重點區(qū)域大氣污染聯(lián)防聯(lián)控規(guī)劃》中，都對燃煤電廠大氣汞排放控制工作作了安排。在2011年7月頒布的《火電廠大氣污染物排放標準》中，也對燃煤鍋爐汞排放進行了限定，排放限值為:0.03mg/m3，自2015年I月I日起執(zhí)行。
[0003]目前所研宄的脫汞的方法主要集中在兩個方面，一是吸附劑噴射技術(SorbentInject1n)，利用吸附劑將煙氣中的汞吸附在吸附劑上，再通過除塵等設備收集吸附劑，如采用向煙氣中噴入活性炭粉體、飛灰粉體和鈣基類化合物粉體等，實現(xiàn)脫汞的目的?’另一方面是利用現(xiàn)有的空氣污染控制裝置(主要包括除塵器、脫硝裝置及脫硫裝置)為基礎的同時脫未方法(Cobenefit Mercury Removal)。吸附劑噴射技術雖具有較高的脫未效率，但其成本很高，吸附劑后續(xù)處理難，若處理不當易造成二次污染。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較大的優(yōu)勢。在中國，由于煙氣脫硫脫硝技術起步較晚，很多電廠都只有濕法脫硫裝置，沒有為脫汞裝置預留空間。同時，中國的燃煤電廠中，采用石灰石石膏濕法脫硫的機組占到90%左右，因此，在現(xiàn)有的濕法脫硫裝置中實現(xiàn)同時脫汞具有重要的實用價值和理論意義。
[0004]現(xiàn)場測試數(shù)據(jù)表明對于安裝電除塵器(ESP)和濕法煙氣脫硫系統(tǒng)(WFGD)的電廠(這也是我國電廠安裝的典型的空氣污染控制裝置)，根據(jù)燃煤種類的不同，對汞的脫除效率在0%?74%的范圍內(nèi)。脫除效率不高的主要原因是燃煤產(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Hgci和氧化態(tài)汞(一般為Hg2+)。Hg2+易溶于水，在WFGD系統(tǒng)中，無論是用石灰或石灰石作為吸收劑，都可將煙氣中80%?95%的Hg2+除去。但對于不溶于水的Hg°，捕捉效果不顯著。此外，由于在石灰石石膏濕法煙氣脫硫內(nèi)存在大量還原劑如S (IV)及二價金屬離子鐵、錳、鎳、鈷和錫等，它們將所有被吸收的Hg2+重新轉(zhuǎn)化為Hg °而從WFGD漿液中釋放出來，這就是汞在WFGD系統(tǒng)中的再釋放。
[0005]對我國電廠鍋爐的汞排放特性的調(diào)查研宄表明，煙氣中單質(zhì)汞在20-90%之間，如此巨大的波動造成WFGD脫除Hg的不確定性。在汞污染控制方面，我國與絕大多數(shù)歐盟國家的燃煤電廠汞污染控制方式相同，并未采取針對汞的單項脫除技術，而是依靠現(xiàn)有燃煤電廠廣泛應用的除塵器、脫硫設備以及正在快速發(fā)展的煙氣脫硝設備來降低燃煤電廠的汞排放。而我國部分燃煤電廠煙氣中氣相單質(zhì)態(tài)汞比例高達90 %，單純依靠現(xiàn)有大氣污染控制設備無法達到汞排放控制目的。因此，利用現(xiàn)有空氣污染控制裝置脫汞的主要策略就是采取措施，一方面是增加WFGD捕捉Hgtl的能力，主要是將煙氣中單質(zhì)汞氧化為水溶性氧化態(tài)汞，然后通過WFGD吸收。另一方面阻止被吸收的Hg2+被還原為Hg °而再次釋放回到煙氣中。
[0006]在燃煤煙氣脫硫方法中，石灰石一石膏濕法脫硫技術，因石灰石價廉易得、脫硫效率高、技術成熟、設備投運率高、機組適應性強、脫硫副產(chǎn)品可進行綜合利用等優(yōu)點，從而在全世界范圍內(nèi)得到廣泛應用。目前，該方法經(jīng)過不斷改進，造價也有了大幅度地下降，目前火力發(fā)電廠脫硫系統(tǒng)大部分采用石灰石-石膏濕法脫硫工藝。但是石灰石石膏濕法脫硫在運行過程中也存在一些問題，如系統(tǒng)結(jié)垢腐蝕、GGH堵塞、吸收塔漿液溢流等。初期建設的脫硫系統(tǒng)，在煙氣量、灰份、含硫量往往選擇過?。辉僬?，隨著煤炭大量的開采以及電力煤炭市場的緊張，低熱值、高含硫量的原煤在市場中的占有率越來越高，有的電廠入廠煤的含硫量遠高于脫硫裝置的設計值。使得脫硫裝置入口二氧化硫濃度、煙塵濃度、煙氣量超出設計值較多，脫硫裝置的脫硫能力不能滿足實際需要，系統(tǒng)不能連續(xù)、穩(wěn)定運行。有的電廠還把電廠工業(yè)廢水用作脫硫系統(tǒng)的補水，因為電廠工業(yè)廢水中含有一些其他離子、油脂等雜質(zhì)，往往引起脫硫系統(tǒng)起泡溢流和脫硫石膏品質(zhì)下降等問題。另外新的《火電廠大氣污染物排放標準》的頒布，SO2的排放標準更加嚴格，使得許多電廠脫硫系統(tǒng)不能滿足新排放標準的要求。當系統(tǒng)的脫硫容量不能滿足現(xiàn)狀時，電廠必要時需對脫硫塔和系統(tǒng)進行整體改造，造成資源很大的浪費。在不對原有脫硫設備進行改造升級的前提下，應用添加劑來提高設備的脫硫效率是非常有效的做法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的在于針對目前石灰石一一石膏濕法脫硫系統(tǒng)脫硫效率不能滿足新的《火電廠大氣污染物排放標準》、脫硫系統(tǒng)起泡溢流以及濕法脫硫系統(tǒng)脫汞效率低等不足，提出一種用于濕法煙氣脫硫工藝的多功能復合添加劑及其應用方法。直接利用濕法脫硫系統(tǒng)脫汞，使用比較低的投資運行成本，達到較好的煙氣脫汞效果。并能提高現(xiàn)有石灰石一石膏濕法煙氣脫硫系統(tǒng)的脫硫效率，防止系統(tǒng)起泡溢流。
[0008]一種用于濕法煙氣脫硫工藝的多功能復合添加劑，所述復合添加劑由尼龍酸、有機硅消泡劑、硫酸錳、亞氯酸鈉和硫代硫酸鈉均勻混合組成；各組成成分的質(zhì)量分數(shù)如下:尼龍酸60 %?80 %、有機硅消泡劑4 %?7 %、硫酸錳2 %?5 %、亞氯酸鈉7 %?14 %、硫代硫酸鈉7%?14%。
[0009]進一步的，所述復合添加劑中尼龍酸的質(zhì)量分數(shù)優(yōu)選為66%?74%。
[0010]進一步的，所述復合添加劑中有機硅消泡劑的質(zhì)量分數(shù)優(yōu)選為5%?6%。
[0011]進一步的，所述復合添加劑中硫酸錳的質(zhì)量分數(shù)優(yōu)選為3%?4%。
[0012]進一步的，所述復合添加劑中亞氯酸鈉的質(zhì)量分數(shù)優(yōu)選為9%?12%。
[0013]進一步的，所述復合添加劑中硫代硫酸鈉的質(zhì)量分數(shù)優(yōu)選為9%?12%。
[0014]更進一步的，所述復合添加劑中尼龍酸、有機硅消泡劑、硫酸錳、亞氯酸鈉和硫代硫酸鈉的質(zhì)量分數(shù)依次分別最優(yōu)選為:70%、5.5%、3.5%、10.5%、10.5%。
[0015]一種用于濕法煙氣脫硫工藝的多功能復合添加劑的應用方法，其具體方案如下:
[0016]常溫常壓下，在石灰石循環(huán)漿液池的任意位置，一次性加入或者分多次向石灰石漿液中加入所述復合添加劑，進行濕法煙氣脫硫。
[0017]所述復合添加劑的加入量為800mg/L?1600mg/L，即，每升漿液中加入800mg?1600mg復合添加劑。
[0018]所述復合添加劑的配制方法為:按質(zhì)量分數(shù)稱取尼龍酸、有機硅消泡劑、硫酸錳、亞氯酸鈉和硫代硫酸鈉，混合均勻。
[0019]本發(fā)明的有益效果為:
[0020]該復合添加劑能夠在WFGD系統(tǒng)內(nèi)將煙氣中單質(zhì)汞氧化為二價汞，利用濕法脫硫系統(tǒng)可對煙氣中的氣態(tài)二價汞高效吸收，同時抑制WFGD漿液中二價汞的再釋放，從而大大提尚WFGD系統(tǒng)對未的脫除效率；該復合添加劑可促進石灰石的溶解、提尚CaCOjU用率，減少石灰石用量；該復合添加劑能夠促進CaSO3的氧化速度，抑制CaSO 3軟垢的生成；該復合添加劑還能提高石灰石漿液的PH值緩沖能力，減緩脫硫漿液在不斷吸收SO2過程中pH值快速下降，從而提高系統(tǒng)脫硫效率；該復合添加劑還具有防止脫硫漿液起泡溢流的作用。
[0021]具體表現(xiàn)在以下幾個方面:
[0022]1、復合添加劑配制簡單，加藥方便；
[0023]2、氧化煙氣中單質(zhì)汞，同時抑制WFGD漿液中二價汞的再釋放，提高WFGD系統(tǒng)脫汞效率；
[0024]3、提尚系統(tǒng)脫硫效率；
[0025]4、促進石灰石的溶解，提高石灰石的鈣利用率；
[0026]5、穩(wěn)定脫硫漿液pH值，便于系統(tǒng)運行；
[0027]6、防止脫硫系統(tǒng)結(jié)垢，防止系統(tǒng)起泡溢流。
【附圖說明】
[0028]圖1是本發(fā)明實施例1復合添加劑的加入對脫汞的影響曲線；
[0029]圖2是本發(fā)明實施例3復合添加劑的加入對石灰石漿液pH值的影響曲線。
【具體實施方式】
[0030]本發(fā)明提供了一種用于濕法煙氣脫硫工藝的多功能復