用于湿式石灰石石膏法烟气脱硫工艺的增效剂及其应用

摘要

本发明公开了属于直接应用于大气环境保护中的烟气SO

说明书

技术领域

本发明属于直接应用于大气环境保护中的烟气SO₂控制技术领域，特别涉 及用于湿式石灰石石膏法烟气脱硫工艺的增效剂及其应用。可在不改变现有脱 硫系统的前提下显著提高脱硫效率。

背景技术

燃煤产生的SO₂污染对我国的大气环境已构成了严重威胁，其中火电行业 是最主要的污染源。目前国内火电厂多建立起以湿式石灰石石膏法为代表的烟 气脱硫工艺，使SO₂污染得到了有效控制。然而，一方面由于电煤供应量日趋 紧张，现有脱硫工艺所用煤种的含硫量较设计值已有大幅提升，另一方面由于 设计之初对SO₂处理能力的余量不足，导致实际运行过程中的脱硫效率值无法 满足环保要求。

针对这一现象，对现有脱硫工艺进行扩容改造是常用的对策，但投资和能 耗巨大，其复杂性与新建脱硫系统无异。与这种物理方式相比，添加增效剂则 属于典型的化学方式，通过对SO₂吸收反应的促进达到提高脱硫效率的目的， 具有操作简单、投资和运行费用低、不占用空间等独特优势。

现有研究表明，利用硫酸镁或己二酸均可促进石灰石的溶解过程，从而促 进SO₂的吸收反应过程。但己二酸的市场价格过高，且引发脱硫浆液泡沫和外 排液COD超标等二次环境问题；硫酸镁的价格尽管相对不高，但作用浓度高导 致用量过大，因而相应的运行费用也高。由此可见，降低添加剂的用量及价格 是解决湿式石灰石石膏法脱硫工艺扩容问题的关键。

发明内容

为了克服现有的湿式石灰石石膏法烟气脱硫工艺脱硫效率低和增效剂运行 费用高的难题，本发明提供一种新型增效剂，可在不改变脱硫工艺原有构造和 流程的前提下，显著提高系统的脱硫效率，其费用较已有的研究大大降低，且 无腐蚀和二次污染问题。

一种用于湿式石灰石石膏法烟气脱硫工艺的增效剂，该增效剂是四硼酸钠 (分子式Na₂B₄O₇)或其水合物。

四硼酸钠的水合物可为五水合四硼酸钠(Na₂B₄O₇·5H₂O)或者十水合四硼 酸钠(Na₂B₄O₇·10H₂O)。

上述增效剂在石灰石石膏法烟气脱硫工艺中的应用：将四硼酸钠(分子式 Na₂B₄O₇)或其水合物溶于水中制成增效剂悬浊液，将增效剂悬浊液加入至脱硫 吸收塔持液槽中，其中，按照脱硫吸收塔持液槽中，四硼酸钠的物质的量浓度 为1.46×10^-4～7.29×10^-3mol·L^-1加入增效剂悬浊液。

上述应用中，四硼酸钠的物质的量浓度优选7.30×10^-4～7.29×10^-3mol·L^-1，更 优选7.30×10^-4～4.38×10^-3mol·L^-1。

其技术原理在于：利用四硼酸钠的缓冲性能，为脱硫浆液提供潜性[OH^-]； 当烟气中的SO₂被吸收后，电离生成的[H⁺]将首先与潜性[OH^-]结合，由此导致 pH长期维持稳定，脱硫效率相应也高。

将一定量的增效剂加入至石灰石石膏法脱硫吸收塔的地坑中，搅拌一段时 间后即配制成所需浓度的增效剂悬浊液；利用地坑泵将增效剂加入吸收塔中， 通过烟气在线监测仪对增效剂添加前后的系统出口SO₂浓度及脱硫效率进行检 测和记录。对某300MW机组烟气脱硫装置的试验结果表明，加入增效剂后，系 统的脱硫效率可提高3％～10％以上。

本发明制备过程简单，操作方便。同现有技术相比，本发明具有如下优 点：

(1)本发明的增效剂原料常见易得，操作条件简单易懂。

(2)本发明对SO₂吸收过程的促进效果显著，可使脱硫速率较无添加剂时提 高3％～10％以上，对现有的脱硫系统有很好的扩容作用。

(3)本发明的使用不会对脱硫系统产生负面影响。

(4)本发明的增效剂作用浓度低，用量少，毒性小，在所提供的反应条件下 不会产生二次污染问题。

附图说明

图1不同增效剂浓度条件下FGD系统的脱硫效率；

图1中，case 1表示无增效剂存在条件下湿式脱硫系统(FGD)的脱硫效率值， case 2～4分别代表实施例1～3条件下FGD系统的脱硫效率值。

具体实施方式

下面的实施例可以使本专业技术人员更全面的理解本发明，但不以任何方 式限制本发明。

实施例1本发明增效剂的制备和使用

针对某燃煤电厂300MW机组烟气脱硫装置，其吸收塔浆液量为1250m³， 当增效剂添加前，系统的脱硫效率约87％。将0.37t硼砂(含95％的 Na₂B₄O₇·10H₂O)加入30m³的吸收塔地坑中，加水搅拌30min后制成增效剂的 悬浊液；利用地坑泵将增效剂打入吸收塔中，反复冲洗地坑3次并加入吸收塔 后，此时吸收塔中，Na₂B₄O₇的浓度为7.30×10^-4mol·L^-1。利用烟气在线监测仪 对系统出口SO₂浓度及脱硫效率进行检测，结果表明当增效剂加入吸收塔2h后， 系统的脱硫效率升高至约90％。

实施例2本发明增效剂的制备和使用

针对某燃煤电厂300MW机组烟气脱硫装置，其吸收塔浆液量为1250m³， 当增效剂添加前，系统的脱硫效率约87％。将0.73t硼砂(含95％的 Na₂B₄O₇·10H₂O)加入30m³的吸收塔地坑中，加水搅拌30min后制成增效剂的 悬浊液；利用地坑泵将增效剂打入吸收塔中，反复冲洗地坑3次并加入吸收塔 后，此时吸收塔中，Na₂B₄O₇的浓度为1.46×10^-3mol·L^-1。利用烟气在线监测仪 对系统出口SO₂浓度及脱硫效率进行检测，结果表明当增效剂加入吸收塔2h后， 系统的脱硫效率升高至约94％。

实施例3本发明增效剂的制备和使用

针对某燃煤电厂300MW机组烟气脱硫装置，其吸收塔浆液量为1250m³， 当增效剂添加前，系统的脱硫效率约87％。将2.19t硼砂(含95％的 Na₂B₄O₇·10H₂O)加入30m³的吸收塔地坑中，加水搅拌30min后制成增效剂的 悬浊液；利用地坑泵将增效剂打入吸收塔中，反复冲洗地坑3次并加入吸收塔 后，此时吸收塔中，Na₂B₄O₇的浓度为4.38×10^-3mol·L^-1。利用烟气在线监测仪 对系统出口SO₂浓度及脱硫效率进行检测，结果表明当增效剂加入吸收塔2h后， 系统的脱硫效率升高至约97％。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局 限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易 想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护 范围应该以权利要求的保护范围为准。