燃煤电厂脱硫脱硝增效剂 当前位置:首页成果转化

方案详述(编号:T2015100142)


一、技术背景

燃煤发电厂烟气中所含的烟尘、二氧化硫、氮氧化物(NOX)等有害物质是造成大气污染、酸雨、温室效应等环境问题的主要根源,如何有效去除烟气中的SO2和NOX引起世界各国研究者的重视。当今世界上应用得最广泛的脱硫技术是石灰石-石膏湿法烟气脱硫工艺(FGD)具有技术成熟、脱硫效率高、吸收剂来源广、价格低廉、副产品可利用等特点,是燃煤电厂应用最为广泛的烟气脱硫技术法。当前,我国FGD系统存在的主要问题是:运行能耗高;设备结垢磨损严重,系统可靠性低;对煤质硫份的适应性差,难以达到设计出力要求。另外FGD工艺对于氮氧化物(NOX)难以脱除,主要依靠前端的“干法脱硝”方法。随着《火电厂大气污染物排放标准》(GB13223-2011)的颁布实施,许多电厂将被迫进行脱硫脱硝设备的增容改造,一台600MW机组脱硫装置的增容改造需耗时3个月以上,耗资上千万元,给电厂带来了极大地经济压力。在保持原有脱硫系统设备不变的条件下,利用脱硫脱硝增效剂进行脱硫脱硝系统的“化学增容改造”完全能够达到进行设备增容改造的效果。

随着脱硫过程中化学药剂增效技术的引进吸收,脱硫增效剂在我国越来越多电厂的湿法脱硫系统中得到了应用,由于其具有使用效果明显、使用方便、经济性好的优点,使得这一产品受到广泛关注和青睐。调查显示,超过70%的燃煤电厂正在使用或有意向使用脱硫增效剂,用于改善系统运行。但与此同时,我们也看到,新一代的高效脱硫增效剂其技术配方被国外专业公司垄断,产品价格较高,而国内产品技术落后,鱼目混杂,质量参差不齐,消费者难以辨明选择。而且,脱硫增效剂脱硫的同时不能同时对氮氧化物进行脱除,使用面和效果得到限制。

二、技术原理

在湿法石灰石—石膏脱硫工艺中SO2从烟气中的脱除过程涉及到气、液、固三相物态,涉及一系列的化学反应过程,其中对脱硫反应起到控制性反应的过程是SO2从气相转移到液相的过程。由于石灰石在水中的溶解度较小,在吸收塔中大量的石灰石是以微小颗粒状存在的,经研究发现,在这些微球表面,存在着较大的气膜和液膜的双膜阻力,严重影响了液体中SO2的传质,采用针对石灰石的活化剂来减弱和消除双膜效应,同时配合相应的助溶剂来加快石灰石的溶解速度,从而大大提高脱硫反应速度。

NO难溶于水成为湿法脱硝的难点,脱硝增效剂能够大幅度提高NO的溶解度,同时脱硝增效剂具有很强的氧化性,将NO氧化成NO2,然后用水溶液将NO2还原成N2,该法可以采用CaCO3(石灰石)作为脱硫剂的湿法脱硫技术结合使用,脱硫的反应产物又可作为NO2的还原剂,湿法烟气脱硝剂的脱硝率可达30%以上。

三、应用与影响

脱硫脱硝增效剂是一种水溶性粉末固体物质,主要成分由催化剂、表面活性剂、高效氧化剂、促进剂、渗透剂等物质组成。可在原有脱硫效率的基础上有效提高10—15%左右。促使氮氧化物(NOX)的吸收、氧化、还原,脱硝率可达30—50%。不改变石灰石脱硫后产物的物质组成,不降低石膏产品的纯度,因此不影响脱硫产物的再利用。同时在保证脱硫率基础上,可减少浆液循环泵的运行台数,达到节电和降低脱硫成本的目的。 也可适应高硫份的煤种,减少燃煤成本。 减少干法脱硝率不达标的压力,减低脱硝还原剂的投加或脱硝催化剂的更换周期。

技术优势


与现有技术相比,该技术的优势体现在:

  • 本增效剂产品无毒、无腐蚀、无异味、无二次污染、不爆、不燃、不起泡等性能,不引起脱硫塔浆液变质或活性下降。
  • 本增效剂不含有氯元素的添加物(除盐水溶解后化验氯离子浓度)及甲酸钠成分。同时,增效剂产品PH值不影响系统PH值调节性能。
  • 本增效剂连续使用时不影响石膏品质,石膏含水率不会超标、石膏颜色不会出现差异。
  • 使用投加简单,无需增添任何辅助设备,对人体和环境无害,对脱硫系统设备无任何损伤。

技术效果与指标


目前,该方案已通过中试,进入生试阶段。我们通过中试实验得出结论如下:

  •  提高二氧化硫气液传质速率,强化二氧化硫的吸收。在气液界面处添加剂能够结合SO2溶解产生的大量H+离子,使H+离子从液膜传递到液相主体,浆液PH也不会因SO2的溶解而下降过快,气相阻力减小,促进SO2吸收。
  • 可以提高石灰石在液相中的溶解度,强化石灰石溶解。在固液界面处,添加剂能提供有利于碳酸钙溶解的酸性环境,减小液相阻力,促进石灰石的溶解。
  • 脱硫添加剂中的活性成份可以提高SO2活性,加快SO32-离子与Ca2+的反应速度,同时也能加速SO32-离子氧化成SO42-离子,以便加速生成CaSO4·2H2O并加速沉淀。
  • 脱硝添加剂能够大幅度提高液体中的含氧酸,提高NO的水溶性,强化氮氧化物的吸收性。
  • 脱硝添加剂的强氧化性能使NO氧化成NO2。

案例详述


“脱硫脱硝增效剂”是我们在国外脱硫增效剂的技术基础上,联合华东理工大学、上海化工院、国电、大唐等研究机构和发电集团共同研发、实验、生产的一种创新产品。不但解决了脱硫脱硝共同增效的难题,大幅度减少燃煤电厂的运行管理费用,其增效技术和适应性具有国际领先水平。

适用对象


多用于电厂以及化工厂等企业。