提高湿法烟气脱硫系统脱汞效率的方法

摘要

本发明公开了一种提高湿法烟气脱硫系统脱汞效率的方法，于湿法脱硫系统的每升脱硫浆液中添加EDTA 0.005mol-0.1mol。本发明在现有湿法脱硫系统上直接向脱硫浆液中加入EDTA，与Hg2+反应形成稳定络合物，有效地抑制Hg2+的还原再释放，提高烟气脱汞效率，很好地解决燃煤电厂烟气排放所造成的汞污染问题；且Hg2+与EDTA的结合生成了比Hg2+溶解性更好的EDTA-Hg络合物，有利于脱硫废水后期处理的沉淀去除，避免了因汞进入石膏带来的二次污染，有效解决脱硫废水的汞污染问题；本发明操作简单，费用低，具有很好的经济效益，值得推广使用，还适用于石灰石-石膏法、镁法以及海水法等各类湿法脱硫系统。

说明书

技术领域

本发明涉及一种提高湿法烟气脱硫系统脱汞效率的方法。

背景技术

汞是环境中一种生物毒性极强的重金属污染物，它具有生物积累性、易挥发、 在大气中停留时间长的特点，在环保领域受到了越来越多的重视。煤炭燃烧是 造成汞排放的主要原因之一，而我国以燃煤为主的一次能源消费结构在短期内 将不会改变，燃煤用量大、煤汞含量较高，导致汞污染问题日益突出。

利用现有的烟气净化装置对汞进行脱除是目前广泛探索的方法，这样不仅可 以提高设备的利用率，降低控制成本，同时还能实现对Hg、SO₂、NOx等污染 物的联合控制，具有很好的经济效益。在利用现有烟气净化装置除汞的研究中， 最被关注的是利用现有除尘或脱硫设备进行脱汞。活性炭喷射吸附（ACI）是在 现有除尘装置上实现汞的去除的一种方法，脱汞效率高，但由于活性炭消耗量 大，导致运行成本很高，且飞灰中混入活性炭会影响飞灰的利用价值，难以推 广使用。

湿法烟气脱硫系统（WFGD）在国内外火力发电厂中已取得较广泛的应用， 该方法对烟气中Hg²⁺的去除率可达90%以上，运行费用仅为ACI法的30%-50%， 因此，从经济性考虑，湿法同步脱汞被认为是经济的汞污染控制方法之一，成 为了当前研究的热点。然而，由于脱硫浆液中存在某些还原性物质如Fe²⁺、Mn²⁺、 SO₃²⁺、S(Ⅳ)等，脱硫浆液中吸收的Hg²⁺还会被还原为单质态的Hg⁰再释放至烟 气中进入大气，造成二次污染，因此，如何避免汞的二次污染是目前亟待解决 的技术问题。

发明内容

基于此，本发明的目的在于提供一种可抑制脱硫浆液中吸收的Hg²⁺被还原 为单质态的Hg⁰再释放至烟气中的方法，即提高湿法烟气脱硫系统脱汞效率的 方法。

解决上述技术问题的具体技术方案如下：

一种提高湿法烟气脱硫系统脱汞效率的方法，于湿法脱硫系统的脱硫浆液 中添加EDTA所述EDTA的添加量为每升脱硫浆液中添加EDTA 0.005mol-0.1mol。

在其中一些实施例中，所述EDTA的添加量为每升脱硫浆液中添加EDTA 0.05mol-0.1mol。

在其中一些实施例中，所述湿法脱硫系统为石灰石-石膏法湿法脱硫系统、 镁法湿法脱硫系统或海水法湿法脱硫系统。

在其中一些实施例中，所述石灰石-石膏法湿法脱硫系统中石灰石浆液pH 为5.5-5.8，石灰石浆液的密度为1100-1200kg/m³，石灰石浆液与烟气的液气比 为10-15L/m³。

在其中一些实施例中，所述镁法湿法脱硫系统中氧化镁浆液pH为5-6，含 固量不低于5%，氧化镁浆液与烟气的液气比为5-10L/m³。

在其中一些实施例中，所述海水法湿法脱硫系统中海水pH为7.8-8.3，海水 温度根据不同季节控制在10-30℃，海水稀释比为4-6，海水与烟气的液气比为 3-8L/m³。

本发明所述的一种提高湿法烟气脱硫系统脱汞效率的方法具有以下优点和 有益效果：

（1）本发明经大量的实验得出：在现有湿法脱硫系统上采用同步脱硫脱汞 的方法，直接向每升脱硫浆液中添加EDTA 0.005mol-0.1mol，即可有效地抑制 了Hg²⁺的还原再释放；这是由于当脱硫浆液进入吸收塔，喷淋而下的浆液与逆 流而上的烟气直接接触，脱硫浆液中的EDTA与Hg²⁺反应形成稳定络合物，有 效地抑制了Hg²⁺的还原再释放，进而提高烟气脱汞效率，很好地解决了燃煤电 厂烟气排放所造成的汞污染问题；

（2）本发明中Hg²⁺与EDTA的结合生成了比Hg²⁺溶解性更好的EDTA-Hg 络合物，有利于脱硫废水后期处理的沉淀去除，避免了因汞进入石膏带来的二 次污染，有效解决了脱硫废水的汞污染问题；

（3）本发明操作简单，运行费用低，具有很好的经济效益，值得推广使用。 此外，本发明适用范围广，可适用于石灰石-石膏法、镁法以及海水法等各类湿 法脱硫系统。

具体实施方式

本发明所述海水稀释比是指进入吸收塔浆液的流量与海水流量的比值。

以下将结合具体实施例对本发明做进一步说明。

实施例1

一种提高湿法烟气脱硫系统脱汞效率的方法，具体步骤如下：

（1）先将EDTA溶于水中，再投入密度为1100kg/m³～1200kg/m³，pH为 5.5～5.8的石灰石浆液中，至每升石灰石浆液的EDTA浓度为0.005mol/L，机械 搅拌一段时间，待完全混合后将浆液送至脱硫吸收塔。

（2）吸收塔中喷淋而下的浆液与逆流而上的烟气直接接触，进行吸收反应， Hg²⁺被脱硫浆液吸收后与其中的EDTA络合反应被稳定在溶液中，在后期的脱 硫废水处理中采用沉淀去除；所述吸收塔中通入的模拟烟气组成成分为O₂为 3%、CO₂为12%，Hg⁰为0.3mg/m³，SO₂为2000ppm，HCl为5ppm，其余为N₂， 在温度为60℃，控制气体流量为1L/min的操作条件下，脱硫浆液与烟气的液气 比为15L/m³；测定出口烟气中Hg的浓度。

实施例2

一种提高湿法烟气脱硫系统脱汞效率的方法，具体步骤参见实施例1；其 中，实施例1和实施例2的区别在于：实施例2中EDTA的添加量为：每升石 灰石浆液的EDTA浓度为0.010mol/L。

实施例3

一种提高湿法烟气脱硫系统脱汞效率的方法，具体步骤参见实施例1，其 中，实施例1和实施例3的区别在于：实施例3中EDTA的添加量为：每升石 灰石浆液的EDTA浓度为0.015mol/L。

实施例4

一种提高湿法烟气脱硫系统脱汞效率的方法，具体步骤参见实施例1，其 中，实施例1和实施例4的区别在于：实施例4中EDTA的添加量为：每升石 灰石浆液的EDTA浓度为0.020mol/L。

实施例5

一种提高湿法烟气脱硫系统脱汞效率的方法，具体步骤参见实施例1，其 中，实施例1和实施例5的区别在于：实施例5中EDTA的添加量为：每升石 灰石浆液的EDTA浓度为0.050mol/L。

实施例6

一种提高湿法烟气脱硫系统脱汞效率的方法，具体步骤参见实施例1，其 中，实施例1和实施例6的区别在于：实施例6中EDTA的添加量为：每升石 灰石浆液的EDTA浓度为0.1mol/L。

实施例7

一种提高湿法烟气脱硫系统脱汞效率的方法，具体步骤参见实施例1；其 中，实施例1和实施例7的区别在于：实施例7中EDTA投入到含固量为5%， pH为5-6的氧化镁浆液中，至每升氧化镁浆液的EDTA浓度为0.10mol/L，机械 搅拌一段时间，待完全混合后将浆液送至脱硫吸收塔，并控制脱硫浆液与烟气 的液气比为5L/m³。

实施例8

一种提高湿法烟气脱硫系统脱汞效率的方法，具体步骤参见实施例7，其 中，实施例8和实施例7的区别在于：实施例8中EDTA的添加量为：每升氧 化镁浆液的EDTA浓度为0.005mol/L。

实施例9

一种提高湿法烟气脱硫系统脱汞效率的方法，具体步骤参见实施例7，其 中，实施例9和实施例7的区别在于：实施例9中EDTA的添加量为：每升氧 化镁浆液的EDTA浓度为0.05mol/L。

实施例10

一种提高湿法烟气脱硫系统脱汞效率的方法，具体步骤参见实施例1；其 中，实施例1和实施例8的区别在于：实施例8中EDTA投入pH为7.8-8.3，温 度为10-15℃的海水中，至每升海水中EDTA浓度为0.10mol/L，机械搅拌一段 时间，待完全混合后将浆液送至脱硫吸收塔，并控制海水稀释比为4-6，液气比 为4L/m³。

实施例11

一种提高湿法烟气脱硫系统脱汞效率的方法，具体步骤参见实施例10，其 中，实施例10和实施例11的区别在于：实施例10中海水的温度为15-20℃， EDTA的添加量为：每升海水中EDTA浓度为0.005mol/L。

实施例12

一种提高湿法烟气脱硫系统脱汞效率的方法，具体步骤参见实施例10，其 中，实施例10和实施例12的区别在于：实施例12中海水的温度为20-30℃， EDTA的添加量为：每升海水中EDTA浓度为0.05mol/L。

对比例1

在与实施例1相同实验条件下，石灰石浆液中不加入EDTA，测定出口烟 气中Hg的浓度。

对比例2

在与实施例2相同实验条件下，石灰石浆液中不加入EDTA，测定出口烟 气中Hg的浓度。

对比例3

在与实施例3相同实验条件下，石灰石浆液中不加入EDTA，测定出口烟 气中Hg的浓度。

对比例4

在与实施例4相同实验条件下，石灰石浆液中不加入EDTA，测定出口烟 气中Hg的浓度。

对比例5

在与实施例5相同实验条件下，石灰石浆液中不加入EDTA，测定出口烟 气中Hg的浓度。

对比例6

在与实施例6相同实验条件下，石灰石浆液中不加入EDTA，测定出口烟 气中Hg的浓度。

对比例7

在与实施例7相同实验条件下，氧化镁浆液中不加入EDTA，测定出口烟 气中Hg的浓度。

对比例8

在与实施例8相同实验条件下，氧化镁浆液中不加入EDTA，测定出口烟 气中Hg的浓度。

对比例9

在与实施例9相同实验条件下，氧化镁浆液中不加入EDTA，测定出口烟 气中Hg的浓度。

对比例10

在与实施例10相同实验条件下，海水中不加入EDTA，测定出口烟气中 Hg的浓度。

对比例11

在与实施例11相同实验条件下，海水中不加入EDTA，测定出口烟气中 Hg的浓度。

对比例12

在与实施例12相同实验条件下，海水中不加入EDTA，测定出口烟气中 Hg的浓度。

通过计算，评价上述各实施例对抑制脱硫浆液中Hg²⁺还原再释放作用的影 响，计算方法为抑制Hg²⁺再释放效率=（对比例出口烟气中Hg的浓度-实施例出 口烟气中Hg的浓度）÷对比例出口烟气中Hg的浓度，结果参见表1。

表1 实施例1-12对抑制Hg²⁺还原再释放作用的影响

从表1可知：实施例1-12均可有效抑制Hg²⁺再释放，且抑制Hg²⁺再释放效 率达到70%以上，最高可达95%，这说明本发明可很好地解决燃煤电厂烟气排 放所造成的汞污染问题；另外，本发明中Hg²⁺与EDTA的结合生成了比Hg²⁺溶 解性更好的络合物EDTA-Hg，这有利于脱硫废水后期处理以沉淀去除，避免了 因汞进入石膏带来的二次污染，有效解决了脱硫废水的汞污染问题。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细， 但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域 的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和 改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附 权利要求为准。