本發明屬于煙氣處理技術領域,具體涉及一種燃煤鍋爐煙氣脫硫劑及其制備方法。
背景技術:
我國以煤為主要能源,煤炭消耗量居世界首位,而發電耗煤占煤炭總耗量的50%以上。燃煤發電會排放SO2、NOx和單質汞等污染物,造成酸雨、霧霾、臭氧層空洞、重金屬污染等問題。目前火電廠已有的污染物脫除設備基本滿足排放標準,但《煤電節能減排升級與改造行動計劃(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備協同脫除多種污染物具有良好的時效性和經濟性。
傳統濕法脫硫工藝中,主要采用石灰石-石膏脫硫法,其工作原理是用石灰石作為吸收劑,吸收煙氣中的SO2,生成亞硫酸鈣,亞硫酸鈣在氧化塔內被空氣氧化成硫酸鈣,即石膏。傳統的石灰石-石膏脫硫方法中,作為吸收劑的石灰石成本低,且脫硫副產品可綜合利用,因此該脫硫方法應用較廣。隨著煤炭資源的大量開采和使用,煤炭品質逐漸降低,使得電站煤粉鍋爐的煙氣含硫量逐漸升高,遠超過脫硫系統煙氣含硫量的設計值,使脫硫設施超負荷運行,導致系統不能連續、穩定運行。現有技術中,在不改造原有脫硫設備的前提下,應用脫硫脫硫劑提高設備的脫硫效率是較為有效的方法。
對于煙氣中二氧化硫的吸收,氧化鎂吸收法也是目前廣泛關注的應用方法之一,其基本原理是將氧化鎂加入吸收塔中使其與含二氧化硫的廢氣逆流接觸,生成亞硫酸鎂。MgO活性較強,是Ca(OH)2的630倍,同時在脫硫副產物中,MgSO3的溶解度約為CaSO3的630倍,體系中亞硫酸根活度高,因此,可以大大提高吸收SO2的效率。對于氧化鎂脫硫反應,當進口二氧化硫濃度為1100~1300mg/m3、系統的pH為5~6、最大液氣比為8~11:1L/m3,脫硫總效率可達到93.4%,但是由于氧化鎂乳液中氧化鎂呈懸濁液形式,需要在不斷攪拌下用泵泵入吸收系統,容易出現料漿不均勻、脫硫效果出現波動等問題,而且液氣比較高,脫硫劑用量比較大。
目前可用于石灰石-石膏濕法脫硫的脫硫劑主要有無機脫硫劑、有機脫硫劑和復合型脫硫劑,無機脫硫脫硫劑的優點是反應速度快,能迅速提高脫硫效率,缺點是持續時間短,為消耗性脫硫劑;有機脫硫脫硫劑的優點是作用持續時間長,不直接消耗脫硫劑,用量少,缺點是起效時間較慢,一般為2~5h;復合型脫硫劑雖然克服了無機脫硫劑和有機脫硫劑的缺點,但是配方復雜,價格昂貴,用量大。
技術實現要素:
為解決現有脫硫劑脫硫效率低以及效果不理想的問題,本發明提出一種燃煤鍋爐煙氣脫硫劑,該脫硫劑脫硫效率高,且沒有毒性,能夠在煙氣脫硫等領域廣泛應用。
本發明的技術方案是這樣實現的:
一種燃煤鍋爐煙氣脫硫劑,按照重量百分數計算,包括以下原料:
赤泥1~2%,鐵氧體磁粉0.6~1.2%,氧化鎂1~2%,聚乙二醇1.5~2%,十二烷基苯磺酸鈉20~30%,己二酸30~50%,催化氧化劑0.5~1.9%,余量為水。
進一步,所述催化氧化劑為硫酸鐵、硫酸銅、硫酸錳中的至少一種。
進一步,按照重量百分數計算,包括以下原料:
赤泥1.5%,鐵氧體磁粉0.9%,氧化鎂1.5%,聚乙二醇1.8%,十二烷基苯磺酸鈉25%,己二酸40%,催化氧化劑1.2%,余量為水。
本發明的另一個目的是提供一種燃煤鍋爐煙氣脫硫劑的制備方法,包括以下步驟:
首先將赤泥、鐵氧體磁粉與己二酸的混合物在40~50℃下混合攪拌均勻,然后降溫至室溫再加入氧化鎂、聚乙二醇、十二烷基苯磺酸鈉、催化氧化劑以及水進行混合攪拌均勻即可。
本發明的有益效果:
1、赤泥,從鋁土礦中提煉氧化鋁后排出的工業固體廢物。一般含氧化鐵量大,外觀與赤色泥土相似,因而得名。赤泥與鐵氧體磁粉在混酸溶液中進行協調配合,增強了煙氣中的二氧化硫被氧化,提高了脫硫效率。
2、脫硫劑是在聚乙二醇、十二烷基硫酸鈉存在下,其中聚合物、表面活性劑的存在可控制物質之間的反應速率,加之顆粒表面性質的變化,使得到的復合氫氧化物乳液中固體顆粒小(數百納米)、分散性好、表面積大、穩定性強(穩定期達到12h以上)、傳質效果好,與二氧化硫反應快、脫硫效果好。
3、硫酸鐵、硫酸錳、硫酸銅作為催化氧化劑,催化氧化生成的亞硫酸鈣迅速氧化成硫酸鈣,提高氧化空氣的利用效率,即使在脫硫系統超過設計值運行情況下,氧化風機不需要進行增容改造。使用本發明提供的煙氣脫硫脫硫劑,在不進行脫硫系統增容改造的前提下提高脫硫系統的脫硫效率,在吸收塔入口SO2濃度超出設計值60%時,吸收塔出口的SO2濃度能實現達標排放,脫硫效率達95.6%以上。
具體實施方式
實施例1
一種燃煤鍋爐煙氣脫硫劑,包括以下原料:
赤泥1.5%,鐵氧體磁粉0.9%,氧化鎂1.5%,聚乙二醇1.8%,十二烷基苯磺酸鈉25%,己二酸40%,催化氧化劑1.2%,余量為水。
制備方法,包括以下步驟:
首先將赤泥、鐵氧體磁粉與己二酸的混合物在40℃下混合攪拌均勻,然后降溫至室溫再加入氧化鎂、聚乙二醇、十二烷基苯磺酸鈉、硫酸鐵以及水進行混合攪拌均勻即可。
實施例2
一種燃煤鍋爐煙氣脫硫劑,按照重量百分數計算,包括以下原料:
赤泥1%,鐵氧體磁粉0.6%,氧化鎂1%,聚乙二醇1.5%,十二烷基苯磺酸鈉20%,己二酸30%,硫酸鐵0.3%,硫酸銅0.7%,余量為水。
制備方法,包括以下步驟:
首先將赤泥、鐵氧體磁粉與己二酸的混合物在45℃下混合攪拌均勻,然后降溫至室溫再加入氧化鎂、聚乙二醇、十二烷基苯磺酸鈉、硫酸鐵、硫酸銅以及水進行混合攪拌均勻即可。
實施例3
赤泥1.6%,鐵氧體磁粉1%,氧化鎂1.2%,聚乙二醇1.7%,十二烷基苯磺酸鈉24%,己二酸36%,硫酸錳0.5%,余量為水。
制備方法,包括以下步驟:
首先將赤泥、鐵氧體磁粉與己二酸的混合物在47℃下混合攪拌均勻,然后降溫至室溫再加入氧化鎂、十二烷基苯磺酸鈉、硫酸錳以及水進行混合攪拌均勻即可。
實施例4
一種燃煤鍋爐煙氣脫硫劑,按照重量百分數計算,包括以下原料:
赤泥2%,鐵氧體磁粉1.2%,氧化鎂2%,聚乙二醇2%,十二烷基苯磺酸鈉30%,己二酸50%,硫酸錳1.9%,余量為水。
制備方法,包括以下步驟:
首先將赤泥、鐵氧體磁粉與己二酸的混合物在50℃下混合攪拌均勻,然后降溫至室溫再加入氧化鎂、聚乙二醇、十二烷基苯磺酸鈉、硫酸鐵、硫酸銅以及水進行混合攪拌均勻即可。
以上所述僅為本發明的較佳實施例而已,并不用以限制本發明,凡在本發明的精神和原則之內,所作的任何修改、等同替換、改進等,均應包含在本發明的保護范圍之內。