用于火電廠煙氣脫硫脫硝脫汞的添加劑及其制備方法和應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于火電廠煙氣脫硫脫硝脫汞技術(shù)領(lǐng)域，具體是指用于火電廠煙氣脫硫脫硝脫汞的添加劑及其制備方法和應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002]我國(guó)以煤為主要能源，煤炭消耗量居世界首位，而發(fā)電耗煤占煤炭總耗量的50%以上。燃煤發(fā)電會(huì)排放S02、N0x和單質(zhì)汞等污染物，造成酸雨、霧霾、臭氧層空洞、重金屬污染等問(wèn)題。目前火電廠已有的污染物脫除設(shè)備基本滿(mǎn)足排放標(biāo)準(zhǔn)，但《煤電節(jié)能減排升級(jí)與改造行動(dòng)計(jì)劃(2014-2020)》提出了“超凈”排放的更高要求，因此利用已有煙氣處理設(shè)備協(xié)同脫除多種污染物具有良好的時(shí)效性和經(jīng)濟(jì)性。
[0003]煙氣脫硫技術(shù)以濕法脫硫?yàn)橹鳎捎免}基吸收劑方法，脫硫效率較高，但存在石灰石成本高、石灰石活性不穩(wěn)定等缺點(diǎn)。煙氣脫硝技術(shù)以選擇性催化還原法(SCR)的干法技術(shù)為主，脫硝效率較高，但要消耗大量的還原劑，催化劑運(yùn)行條件苛刻，面對(duì)電廠低負(fù)荷工況將無(wú)法投運(yùn)。濕法脫硫法與選擇性催化還原法兩者只能各自脫除一種污染物。燃煤煙氣中的氮氧化物以NO為主，而NO不溶于水，無(wú)法通過(guò)濕法脫硫脫除，而NO2易溶于水，易于被濕法脫硫裝置脫除。對(duì)于火電廠燃煤煙氣中的汞，目前尚未有專(zhuān)門(mén)的脫除裝置，單質(zhì)汞不溶于水，迀移能力較強(qiáng)，而氧化汞易溶于水且會(huì)吸附在煙氣中的顆粒物上生成顆粒汞，可以通過(guò)濕洗裝置或者除塵器脫除。
[0004]白泥是氨堿法純堿廠生產(chǎn)廢渣的俗稱(chēng)，主要成分是Ca⑶3、CaS04，以及部分CaO和MgO ο本發(fā)明利用原本是制堿廠廢棄物的白泥協(xié)同脫除燃煤煙氣中的SOdPNOx，以廢治廢，同時(shí)減少了脫硫石灰石的用量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的之一是提供用于火電廠煙氣脫硫脫硝脫汞的添加劑，該添加劑可以對(duì)火電廠煙氣同時(shí)進(jìn)行脫硫脫硝脫汞，具有較高的脫硫脫硝脫汞效率，還能夠提高石灰石活性，提高脫硫石膏品質(zhì)，節(jié)約石灰石用量。
[0006]本發(fā)明的這一目的通過(guò)如下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的:用于火電廠煙氣脫硫脫硝脫汞的添加劑，其特征在于:所述添加劑中各組分及其所占的質(zhì)量百分比分別為白泥27%?28.5%、二氧化鈰0.3%?0.6%、硫酸錳0.3%?0.6%，草酸0.9?1.8%，其余為水。水占70%。
[0007]本發(fā)明的添加劑中，白泥中的CaCO3將作為石灰石的補(bǔ)充，吸收煙氣中的SO2，白泥中的活性CaO和MgO將提尚脫硫楽液的活性，促進(jìn)脫硫脫硝反應(yīng)的進(jìn)彳丁 ; 一■氧化鋪和硫酸猛作為催化氧化劑，將燃煤煙氣中的NO氧化為NO2使其溶于脫硫漿液中，并與白泥中的活性物質(zhì)生成穩(wěn)定的硝酸鹽，最終從煙氣中脫除；同時(shí)催化氧化劑將促進(jìn)煙氣中SO2與O2的氧化反應(yīng)，進(jìn)而與白泥中的活性物質(zhì)生成穩(wěn)定的硫酸鹽，提高SO2脫除率，減少脫硫石膏中的亞硫酸鈣含量，提高脫硫石膏品質(zhì);催化氧化劑將促進(jìn)單質(zhì)汞轉(zhuǎn)化為氧化汞，使氧化汞溶于漿液中并生成穩(wěn)定的化合物，最終從煙氣中脫除;草酸作為反應(yīng)促進(jìn)劑，將促進(jìn)脫硫塔中氣相與液相之間的反應(yīng)，從而增強(qiáng)脫硫脫硝的效果。
[0008]本發(fā)明的目的之二是提供上述用于火電廠煙氣脫硫脫硝脫汞的添加劑的制備方法，該制備方法操作簡(jiǎn)單，能夠獲得具有脫硫脫硝脫汞功能的添加劑。
[0009]本發(fā)明的這一目的通過(guò)如下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的:用于火電廠煙氣脫硫脫硝脫汞的添加劑的制備方法，其特征在于:將白泥、二氧化鈰、硫酸錳、草酸和水按配比混合，在常溫下攪拌2?3h，混合均勻后即可制得。
[0010]本發(fā)明中的常溫是指10°C至35°C的溫度，通常室內(nèi)溫度均可。
[0011]本發(fā)明的目的之三是提供上述用于火電廠煙氣脫硫脫硝脫汞的添加劑在火電廠煙氣脫硫脫硝脫汞中的應(yīng)用，其特征在于:在火電廠濕法脫硫裝置中加入該添加劑，加入添加劑的劑量以添加劑中白泥的質(zhì)量作為基準(zhǔn)，加入的白泥質(zhì)量為濕法脫硫裝置中石灰石質(zhì)量的1 %?20 %，同時(shí)減少濕法脫硫裝置中5 %?1 %的石灰石的重量供應(yīng)。這里加入的白泥質(zhì)量為濕法脫硫裝置中石灰石質(zhì)量的10%?20%的石灰石質(zhì)量指的是濕法脫硫裝置中已經(jīng)減少了重量5%?10%的石灰石的質(zhì)量。
[0012]作為該添加劑的應(yīng)用，直接在火電廠濕法脫硫裝置中加入，從而提升脫硫脫硝脫汞性能，同時(shí)還具有提高石灰石活性，提高脫硫石膏品質(zhì)，節(jié)約石灰石用量，處理白泥廢棄物的優(yōu)點(diǎn)。
[0013]該添加劑可以加入吸收塔的地坑，通過(guò)地坑栗打入吸收塔，或者直接加入石灰石制漿系統(tǒng)中。
[0014]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果:
[0015]1.本發(fā)明的脫硫脫硝脫汞添加劑能顯著提高濕法脫硫工藝的脫硝效率，它能有效將煙氣中的NO氧化為NO2，并使其溶于漿液中，生成硝酸鹽，最終穩(wěn)定脫除煙氣中的氮氧化物。
[0016]2.本發(fā)明的脫硫脫硝脫汞添加劑將促進(jìn)煙氣中SO2與O2的氧化反應(yīng)，進(jìn)而與白泥中的活性物質(zhì)生成穩(wěn)定的硫酸鹽，提尚SO2脫除率。
[0017]3.本發(fā)明脫硫脫硝脫汞添加劑將促進(jìn)單質(zhì)汞轉(zhuǎn)化為氧化汞，使氧化汞溶于漿液中并生成穩(wěn)定的化合物，最終從煙氣中脫除；
[0018]4.本發(fā)明的脫硫脫硝脫汞添加劑增強(qiáng)了脫硫漿液的反應(yīng)活性，提高了濕法脫硫裝置的脫硫效率，并且在催化氧化劑的作用下減少了亞硫酸鈣的生成，從而提高了脫硫石膏的品質(zhì)。
[0019]5.本發(fā)明的脫硫脫硝脫汞添加劑可以部分替代石灰石，節(jié)約了石灰石采購(gòu)成本，同時(shí)利用了制堿廠廢棄物作為主要構(gòu)成，以廢治廢，綜合效益明顯。
[0020]6.本發(fā)明不需對(duì)火電廠額外進(jìn)行改造，只需利用已有濕法脫硫設(shè)備協(xié)同脫除氮氧化物，具備良好的應(yīng)用推廣價(jià)值。
【具體實(shí)施方式】
[0021]實(shí)施例1
[0022]將白泥27 %、二氧化鈰0.6%,硫酸錳0.6 %，草酸1.8%，水70 %，在20 °C的溫度下攪拌3h，混合均勻后即制得用于火電廠煙氣脫硫脫硝脫汞的添加劑。
[0023]實(shí)施例2
[0024]將白泥27.6%, 二氧化鈰0.3%,硫酸錳0.3%,草酸1.8%，水70 %，在30 V的溫度下攪拌2h，混合均勻后即制得用于火電廠煙氣脫硫脫硝脫汞的添加劑。
[0025]實(shí)施例3
[0026]將白泥27.6%, 二氧化鈰0.6%,硫酸錳0.6%,草酸1.2%，水70 %，在25 V的溫度下攪拌2.5h，混合均勻后即制得用于火電廠煙氣脫硫脫硝脫汞的添加劑。
[0027]實(shí)施例4
[0028]將白泥27.9%, 二氧化鈰0.3%,硫酸錳0.3%,草酸1.5%，水70 %，在20 V的溫度下攪拌3h，混合均勻后即制得用于火電廠煙氣脫硫脫硝脫汞的添加劑。
[0029]實(shí)施例5
[0030]將白泥28.2%, 二氧化鈰0.3%,硫酸錳0.3 %，草酸1.2%，水70 %，在30 V的溫度下攪拌2h，混合均勻后即制得用于火電廠煙氣脫硫脫硝脫汞的添加劑。
[0031 ] 實(shí)施例6
[0032]將白泥28.5%, 二氧化鈰0.3%,硫酸錳0.3 %，草酸0.9 %，水70 %，在25 V的溫度下攪拌2.5h，混合均勻后即制得用于火電廠煙氣脫硫脫硝脫汞的添加劑。
[0033]應(yīng)用實(shí)例
[0034]以實(shí)施例1和實(shí)施例6制得的脫硫脫硝脫汞添加劑加入某一660MW電廠的脫硫塔系統(tǒng)中，白泥加入量為脫硫系統(tǒng)石灰石用量的20%，在加入添加劑的同時(shí)，減少原脫硫系統(tǒng)10%的石灰石供應(yīng)量。添加劑加在脫硫吸收塔的地坑中，由地坑栗將添加劑打入吸收塔。在同一工況下，分別測(cè)試添加前后，脫硫塔的脫硫率、脫硝率和單質(zhì)汞轉(zhuǎn)化率。
[0035]測(cè)得未添加、添加實(shí)施例1、添加實(shí)施例6的脫硫率分別為:95.3%、97.7%、98.5%；測(cè)得未添加、添加實(shí)施例1、添加實(shí)施例6的脫硝率分別為:3.5%,65.4%,53.5%；測(cè)得未添加、添加實(shí)施例1、添加實(shí)施例6的單質(zhì)汞轉(zhuǎn)化率分別為:12.4%、49.3%、42.6%。
[0036]可以看出，在加入添加劑后，脫硫塔的脫硫效率有進(jìn)一步的提升;而脫硫塔的脫硝效率則有顯著提升效果，另外單質(zhì)汞的轉(zhuǎn)化率也有較大提升。
[0037]作為上述應(yīng)用實(shí)例的變換，在火電廠濕法脫硫裝置中加入該添加劑的質(zhì)量也可以在如下范圍內(nèi)取值，加入添加劑的劑量以添加劑中白泥的質(zhì)量作為基準(zhǔn)，加入的白泥質(zhì)量為濕法脫硫裝置中石灰石質(zhì)量的10 %?20 %，同時(shí)減少濕法脫硫裝置中5 %?10 %的石灰石的重量供應(yīng)。這里加入的白泥質(zhì)量為濕法脫硫裝置中石灰石質(zhì)量的10%?20%的石灰石質(zhì)量指的是濕法脫硫裝置中已經(jīng)減少了重量5%?10%的石灰石的質(zhì)量。
[0038]本發(fā)明的上述實(shí)施例并不是對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限定，本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此，凡此種種根據(jù)本發(fā)明的上述內(nèi)容，按照本領(lǐng)域的普通技術(shù)知識(shí)和慣用手段，在不脫離本發(fā)明上述基本技術(shù)思想前提下，對(duì)本發(fā)明上述結(jié)構(gòu)做出的其它多種形式的修改、替換或變更，均應(yīng)落在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.用于火電廠煙氣脫硫脫硝脫汞的添加劑，其特征在于:所述添加劑中各組分及其所占的質(zhì)量百分比分別為白泥27 %?28.5%、二氧化鈰0.3%?0.6 %、硫酸錳0.3 %?0.6 %，草酸0.9?1.8%，其余為水。2.如權(quán)利要求1所述的用于火電廠煙氣脫硫脫硝脫汞的添加劑的制備方法，其特征在于:將白泥、二氧化鈰、硫酸錳、草酸和水按配比混合，在常溫下攪拌2?3h，混合均勻后即可制得。3.如權(quán)利要求1所述的用于火電廠煙氣脫硫脫硝脫汞的添加劑在火電廠煙氣脫硫脫硝脫汞中的應(yīng)用，其特征在于:在火電廠濕法脫硫裝置中加入該添加劑，加入添加劑的劑量以添加劑中白泥的質(zhì)量作為基準(zhǔn)，加入的白泥質(zhì)量為濕法脫硫裝置中石灰石質(zhì)量的10 %?.20 %，同時(shí)減少濕法脫硫裝置中5 %?1 %的石灰石的重量供應(yīng)。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了用于火電廠煙氣脫硫脫硝脫汞的添加劑及其制備方法和應(yīng)用，所述添加劑中各組分及其所占的質(zhì)量百分比分別為白泥27％～28.5％、二氧化鈰0.3％～0.6％、硫酸錳0.3％～0.6％，草酸0.9～1.8％，其余為水，該添加劑可以對(duì)火電廠煙氣同時(shí)進(jìn)行脫硫脫硝脫汞，具有較高的脫硫脫硝脫汞效率，還能夠提高石灰石活性，提高脫硫石膏品質(zhì)，節(jié)約石灰石用量。本發(fā)明還公開(kāi)了該添加劑的制備方法和應(yīng)用。
【IPC分類(lèi)】B01D53/64, B01D53/81, B01D53/60
【公開(kāi)號(hào)】CN105664707
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201610048236
【發(fā)明人】盧偉輝, 何識(shí)之, 張昆, 林慶標(biāo), 趙玉柱, 宋興光, 鐘俊, 廖永進(jìn)
【申請(qǐng)人】中國(guó)南方電網(wǎng)有限責(zé)任公司, 廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司電力科學(xué)研究院
【公開(kāi)日】2016年6月15日
【申請(qǐng)日】2016年1月25日