有机酸脱硫添加剂在火力发电厂的应用分析

作者:丁德;赵秦虎;刘明辉;袁园;赵文亮;吴健 刊名:陕西电力 上传者:卢岩涛

【摘要】有机酸脱硫添加剂作为第二代脱硫技术的一项改进措施,越来越多地在国内湿法烟气脱硫电厂得到应用,特别是在燃煤品质短期内变化大、硫分高的电厂。国内有机酸脱硫添加剂普遍是以DBA、甲酸等有机酸为主料复配的添加剂,其功效主要体现在提高循环浆液的缓冲能力,从而提高脱硫效率,同时提高石灰石的利用率,降低液气比,提升石膏品质,显著降低脱硫电耗等,具有明显的节能降耗效果。

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0引言有机酸作为石灰石一石膏湿法烟气脱硫(FGD)添加剂在欧美电厂早期建设的脱硫系统上应用比较普遍:一是,第一代脱硫设备效率较低,需要脱硫添加剂提高脱硫效率;二是,相对增加多孔塔盘,提高气液比,增加塔内填料,增加内圆环等改进措施以提高浆液的吸收效率而言,使用添加剂不需要改造原有脱硫系统,这样既降低了投资成本也减少了运行费用11一。我国是20世纪80年代末开始引进大型FGD装置,属于国际上第二代脱硫技术,性能较先进,目前无须通过使用添加剂来提高系统性能;另外,我国使用的商业品质的脱硫添加剂,价格高昂,难以保证供应稳定,且没有设计添加剂使用装置。因此,在我国已投运的FGD装置中脱硫添加剂的应用还是空自。但是,电厂有时短期内燃煤紧张,有的电厂脱硫系统是针对低硫煤(0.5%一1.0%)设计的,此时电厂的人厂煤质变化非常大,经常烧高硫分(l%一4%)的劣质煤,原有针对低硫煤质设计的脱硫装置已不能满足高硫劣质煤的脱硫需要。燃烧高硫分的劣质煤,同等负荷下不仅原烟气中S姚的浓度增大,而且原烟气中灰尘含量也增大,为了保证502能达标排放,提高脱硫效率,电厂一般加大石灰石浆液量,适当提高浆液pH值,使脱硫系统超负荷运行,引起“石膏雨”、“GGH结垢”、“脱不出石膏”等问题吼针对这种短期内使用高硫分劣质煤,对现有脱硫系统进行扩容改造显然不如使用添加剂经济131。尽管目前复配的脱硫添加剂价格昂贵,但是常规机组使用非复配的有机酸脱硫添加剂也有显著的降低石灰用量、降低脱硫电耗等效果。有机酸的作用机理1.1502吸附过程在FGD工艺中,烟气逆流而上,浆液喷淋而下,烟气中的50握扩散作用从烟气中溶人浆液中,并迅速发生电离,中和石灰石溶解电离提供的碱度。吸收塔浆液pH值通常控制在5.0一5.7,根据502(l)电离平衡常数可知叹见表l),当pH值低于2.120时,被吸收的502大多以502(l)的形式存在于液相中151,随着pH值的升高,当pH值为2.120一7.205时,502(l)主要离解成HSO玉,当pH值高于7.205时,液相中主要是50幸离子。因此,溶解在循环浆液中的50次多数是以HSO玉的形式存在,很少以50犷形式存在于液相中。在喷淋浆液滴下落过程中,液相的pH值不断降低,如果浆液中吸收剂形成的碱度不足,吸收液的酸度将迅速提高,直至50榕解达到饱和,S仇吸收基本停止。灰石浆液形成缓冲能力更强的溶液,使浆液在更宽的pH值范围内有更强的缓冲能力,从而增强FGD脱除502的效率。1.3甲酸的作用机理甲酸(FormiCAeid)分子式是HCOOH,当石灰石浆液中加人甲酸后,甲酸迅速电离(电离常数见表l),电离出强碱性的HCOO一,见式(3)。HCOOHoHCOO一H+(3)根据甲酸的电离平衡常数,在pH值低于3.782时,甲酸主要以未离解酸HCOOH的形式存在于溶液中,当pH值大于3.782时,HCOO一成为主要存在形态。因此,在脱硫吸收塔内随着循环浆液的喷淋,甲酸与DBA一样能促进石灰石的溶解、电离,与石灰石浆液形成缓冲能力更强的溶液,使浆液在更宽的pH值范围内有更强的缓冲能力。2有机酸添加剂的应用表1电离常数及沸点名称己二酸戊二酸丁二酸甲酸50式l)4418(25)3770(25)4.186(50)3782(50)2.120(50)PKZ5.412(256刀80(255石80(50沸点303刀108.37.205(25)技术应用一一SHUY乏GYOZO由于CaCO3比较难溶于水(CaCO3在25的溶度积凡p=3.36xl0为,因此,固体粉末状CaCO3的溶解和电离决定了S

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