CN101574615B - 脱硫方法及其使用的增效剂 - Google Patents
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Abstract
一种脱硫方法及其使用的增效剂，该增效剂包含烷基磺基琥珀酸酯及与其它湿润剂的组合而成。将该增效剂拌于石灰石浆中，以喷雾的方式进入湿法烟气脱硫系统的吸收塔中，能提高石灰石浆脱硫的效率，不仅减少石灰石的用量，并且提升石膏的脱水效率，降低副产品石膏的产生量，缓解石膏堆积和处理环保的问题，节省巨量的运转电能。本发明所述的增效剂还不含任何重金属和氯，具有对环境无毒害及使用方便的特点。
Description
技术领域
本发明是有关湿法烟气脱硫系统，尤其是有关用于石灰石-石膏湿法烟气脱硫系统(FDG)的脱硫方法及其使用的增效剂。
背景技术
在油源短缺与价格日涨的压力之下，燃煤发电已经成为国内外取得电能的重点方式之一。煤燃烧所产生的主要环境污染物为二氧化硫、氧化氮物和烟尘。在大量消耗煤炭之下，二氧化硫排放的有效控制是每个燃煤发电厂的首要环保责任。目前燃煤发电厂烟气脱硫的方式分为燃前、燃中和燃后三类。其中尤其以燃后的脱硫是排放烟气至环境的最关键装置。燃后脱硫称为烟气脱硫(Flue Gas Desulfurization，英文的缩写FGD)，其中以石灰石-石膏湿法烟气脱硫最为普遍，主要应用在大型发电厂上。
石灰石-石膏湿法烟气脱硫的方法是在输入氧气下，使用约百分之二十的石灰石浆与二氧化硫反应后生成硫酸钙和石膏的吸收脱硫法。脱硫方式所产生的石膏浆一般需要经过旋流器和真空脱水机等两段脱水系统，以达到石膏的含水量低于百分之十以下，再进行进一步的处理。
虽然上述的石灰石-石膏湿法烟气脱硫的方法成熟，但是目前燃煤发电厂最大的问题是煤的含硫量日渐增高，大量石灰石的使用量，超量副产品石膏的屯积与处理，以及运转整个程序所耗费掉的巨量能源，这些对于发电厂的总发电效率和环境保护有着重大的影响。然而，迄今还没有真正能够提高石灰石-石膏湿法烟气脱硫的脱硫效率，降低石灰石使用量，减少副产品石膏生成量，而同时又可以节省电能的改进方法。
中国台湾公告专利422733揭示的烟道气体处理方法，利用湿式石灰-石膏方法脱硫炉的吸收塔使烟道气接触含钙化合物做为吸收剂料浆而降低烟道气硫氧化物浓度及灰尘浓度。中国台湾公告专利278049揭示的湿式烟道气脱硫方法，包括使含硫烟道气与水性含石灰石泥浆接触，此泥浆中含有增加石灰石速率有效量的铵离子。
发明内容
为了克服上述现有技术存在的缺点，而提出本发明。
本发明的主要目的，在于提供一种脱硫方法及其使用的增效剂，可提高石灰石-石膏湿法烟气脱硫(FGD)中石灰石浆的脱硫效率。
本发明的另一目的，在于提供一种脱硫方法及其使用的增效剂，不仅可减少石灰石的用量，提升石膏的脱水效率，降低副产品石膏的产生量，缓解环保堆积和处理的问题，而且能够节省巨量运转电能。
为实现上述目的，本发明提供的增效剂，是用于石灰石-石膏湿法烟气脱硫(FGD)的方法，包括磺基琥珀酸酯及与湿润剂，其特征在于：该增效剂的组成的重量百分比为：百分之5-70的烷基磺基琥珀酸酯、百分之1-30的湿润剂及剩余百分比的水组合而成。
所述的增效剂，其中，该磺基琥珀酸酯包括4、6、8、10、12个碳链烷基的单烷基磺基琥珀酸酯或二烷基磺基琥珀酸酯中的至少一种。
所述的增效剂，其中，该湿润剂包括烷基二醇类或作为湿润用的表面活性剂中的至少一种。
本发明提供的脱硫方法，是利用石灰石-石膏湿法烟气脱硫的方法，是在脱硫过程中添加增效剂以提升脱硫的效果，包括如下步骤：
(a)将增效剂、石灰石粉及水放入一石灰石浆搅拌罐内拌匀形成石灰石浆；
(b)利用一雾化喷嘴将该石灰石浆喷入一吸收塔内，使该石灰石浆与含二氧化硫的烟气进行化合作用，由该增效剂降低该石灰石浆液的表面张力，以提高该石灰石浆的脱硫效率；
(c)将该吸收塔内含石膏的液体送至一石膏浆脱水装置进行石膏浆脱水处理，分离成石膏及废水。
所述的脱硫方法，其中，该磺基琥珀酸酯包括4、6、8、10、12个碳链烷基的单烷基磺基琥珀酸酯或二烷基磺基琥珀酸酯中的至少一种。
所述的脱硫方法，其中，该湿润剂包括烷基二醇类或作为湿润用的表面活性剂中的至少一种。
本发明又提供一种脱硫方法，是利用石灰石-石膏烟气湿法脱硫的方法，是在脱硫过程中添加增效剂以提升脱硫的效果，包括如下步骤：
(a)将石灰石粉及水放入一石灰石浆搅拌罐内拌匀形成石灰石浆；
(b)利用一雾化喷嘴将该石灰石浆喷入一吸收塔内，使该石灰石浆与含二氧化硫的烟气进行化合作用；
(c)将该吸收塔内含石膏的液体送至一石膏浆脱水装置，并将增效剂加入该石膏浆脱水装置内，然后进行石膏浆脱水处理，分离成石膏及废水，由该增效剂帮助过滤，以提高石膏浆的脱水效率，降低脱水后石膏的含水量。
所述的脱硫方法，其中，该石膏浆脱水装置包括一真空脱水机，该增效剂加入该石膏浆后再置入该真空脱水机内进行脱水处理。
所述的脱硫方法，其中，该磺基琥珀酸酯包括4、6、8、10、12个碳链烷基的单烷基磺基琥珀酸酯或二烷基磺基琥珀酸酯中的至少一种。
所述的脱硫方法，其中，该湿润剂包括烷基二醇类或作为湿润用的表面活性剂中的至少一种。
本发明添加增效剂的脱硫方法与现有脱硫方法的技术相比，具有如下的优点：
1)本发明增效剂具有高度的湿润和渗透力，能够迅时降低石灰石浆液的表面张力，增强石灰石浆喷雾和二氧化硫的反应，直接提高脱硫的效率；在同等脱硫效率之下，能够减少石灰石浆的使用量。
2)在减少石灰石浆的使用量下，同时也降低了副产品-石膏的生成量，减少了石膏脱水处理时的工作量，和石膏浆脱水后，石膏存积与处理的工作量。
3)本发明增效剂具有高度的湿润和渗透力，在石膏浆脱水处理阶段加入本发明增效剂，如图3、4所示，也能帮助过滤，直接改善石膏浆脱水的效率，降低脱水后石膏的含水量。
4)使用本发明增效剂的增效结果也直接节省了整个脱硫系统的运转电能。
5)本发明增效剂的加剂量小，不含任何重金属和氯离子，具有对环境无毒害及使用方便的特点。
附图说明
图1为本发明第一实施例的脱硫方法使用的脱硫系统示意图。
图2为本发明第一实施例的脱硫方法的流程图。
图3为本发明第二实施例的脱硫方法使用的脱硫系统示意图。
图4为本发明第二实施例的脱硫方法的流程图。
附图中主要组件符号说明：
10脱硫系统 11石灰石浆搅拌罐
12雾化喷嘴 13吸收塔
131除雾器 14氧化风机
15热交换器 16烟囱
17石膏浆脱水装置 171水力旋流器
172真空脱水机
(a)、(b)、(c)分别为步骤的编号
具体实施方式
本发明的其它目的、功效，请参阅附图及实施例，详细说明如下。
本发明增效剂的组合配方按重量百分比计，包括：5～70％烷基磺基琥珀酸酯，1～30％湿润剂，其余为纯净水。烷基磺基琥珀酸酯的化学式如下所示：
其中R代表烷基。
本发明所使用的烷基磺基琥珀酸酯包括：4、6、8、10、12个碳链的单烷基磺基琥珀酸酯，二烷基磺基琥珀酸酯中的一种或几种；湿润剂包括：烷基二醇类，其它各种作为湿润用的表面活性剂中的一种或几种。
请参阅图1、2所示。本发明第一实施例的脱硫方法，是石灰石-石膏湿法烟气脱硫(FGD)的方法，是在脱硫过程中添加增效剂以提升脱硫的效果，包括如下步骤：
(a)将增效剂、石灰石粉及水放入石灰石浆搅拌罐11内拌匀形成石灰石浆；
(b)利用雾化喷嘴12将石灰石浆以喷雾的方式喷入吸收塔13内，使石灰石浆与含二氧化硫的烟气及由氧化风机14送入吸收塔13内的氧气进行化合作用；其中吸收塔13内的气体经除雾器131处理后送到热交换器15降低温度，净化后的烟气经由烟囱16排至大气中；
(c)将吸收塔13内含石膏的液体送至石膏浆脱水装置17进行石膏浆脱水处理，分离成石膏及废水，然后进行后续的石膏处理及废水处理；其中石膏浆脱水装置17包括水力旋流器171及真空脱水机172。
本发明的增效剂在吸收塔内13可发挥增效作用，视不同烟气的含硫量和石灰石浆的品质与浓度而定，本发明增效剂的加剂量为石灰石浆用量的十万分之一至千分之一(即10至1000ppm)。
请参阅图3、4所示。本发明第二实施例的脱硫方法，是石灰石-石膏湿法烟气脱硫的方法，是在脱硫过程中添加增效剂以提升脱硫的效果，包括如下步骤：
(a)将石灰石粉及水放入石灰石浆搅拌罐11内拌匀形成石灰石浆；
(b)利用雾化喷嘴12将石灰石浆以喷雾的方式喷入吸收塔13内，使石灰石浆与含二氧化硫的烟气及由氧化风机14送入吸收塔13内的氧气进行化合作用；其中吸收塔13内的气体经除雾器131处理后送到热交换器15降低温度，净化后的烟气经由烟囱16排至大气中；
(c)将吸收塔13内含石膏的液体及增效剂送至石膏浆脱水装置17进行石膏浆脱水处理，分离成石膏及废水，然后进行后续的石膏处理及废水处理；其中石膏浆脱水装置17包括水力旋流器171及真空脱水机172。
本发明增效剂的具体实施例如下：
实施例1.
组分 百分比
二烷基磺基琥珀酸酯 70.0
丙二醇 10.0
纯净水 20.0。
实施例2.
组分 百分比
二烷基磺基琥珀酸酯 35.0
单烷基磺基琥珀酸酯 35.0
二甘醇 10.0
纯净水 20.0。
将上述实施例1.和实施例2.的增效剂，利用上述第一实施列的脱硫方法，将本发明的增效剂以不同的加剂量(按石灰石浆量计)直接加入石灰石浆搅拌罐中，拌匀后，与石灰石浆以喷雾的方式进入吸收塔内，参与脱硫的反应，获得的改进脱硫效率的数据如下：
| 加剂量(按石灰石浆量计) | 无(0ppm) | 万分之二(200ppm) | 万分之五(500ppm) |
| 实施例1. | 89.2％ | 92.1％ | 93.0％ |
| 实施例2. | 89.0％ | 91.2％ | 92.5％ |
上述结果显示本发明的增效剂能够提高石灰石浆脱硫的效率，因此可减少石灰石的用量，同时也降低了副产品石膏的生成量，节省巨量运转电能。
实施例3.
组分 百分比
二烷基磺基琥珀酸酯 70.0
二甘醇 10.0
纯净水 20.0。
将上述实施例3.的增效剂，利用上述第二实施列的脱硫方法，将本发明的增效剂以不同的加剂量(按石膏浆量计)直接加入于石膏真空脱水机之前的石膏浆内，如图3所示，获得的改善石膏浆的脱水效率的数据如下：
| 加剂量(按石膏浆量计) | 无(0ppm) | 万分之二(200ppm) | 万分之五(500ppm) |
| 石膏脱水前的含水量 | 17.0％ | 17.0％ | 17.0％ |
| 石膏脱水后的含水量 | 10.1％ | 8.8％ | 8.2％ |
上述结果显示本发明的增效剂能够帮助过滤，提高石膏浆的脱水效率，因此可降低脱水阶段的能耗，同时也降减低了副产品石膏的储运容量和工作量。
本发明的增效剂是由具高度湿润和渗透力的阴离子表面活性剂磺基琥珀酸酯与湿润剂的组合而成。在烟气脱硫吸收塔中，直接提高石灰石浆和二氧化硫的反应效率，因此可降低石灰石浆的使用量，减少副产品-石膏的生成量，缓解后续环保、堆积和处理的问题，以及节省运转所需的电能。本发明的增效剂也可加入于石膏真空脱水机之前的石膏浆内，能够帮助过滤，直接提高石膏浆的脱水效率，因此可降低脱水阶段的能耗，同时也降减低了副产品石膏的储运容量和工作量。
以上所记载，仅为利用本发明技术内容的实施例，本领域技术人员运用本发明所为的修饰、变化，皆属本发明主张的专利范围，而不限于实施例所揭示的内容。
Claims (7)
1.一种增效剂，是用于石灰石-石膏湿法烟气脱硫的方法，包括烷基磺基琥珀酸酯与湿润剂，其特征在于：该增效剂的组成的重量百分比为：百分之5-70的烷基磺基琥珀酸酯、百分之1-30的湿润剂及剩余百分比的水组合而成；
所述湿润剂包括烷基二醇。
2.如权利要求1所述的增效剂，其中，该烷基磺基琥珀酸酯包括4、6、8、10、12个碳链烷基的单烷基磺基琥珀酸酯或二烷基磺基琥珀酸酯中的至少一种。
3.一种脱硫方法，是利用石灰石-石膏湿法烟气脱硫的方法，是在脱硫过程中添加增效剂以提升脱硫的效果，包括如下步骤：
(a)将增效剂、石灰石粉及水放入一石灰石浆搅拌罐内拌匀形成石灰石浆；
(b)利用一雾化喷嘴将该石灰石浆喷入一吸收塔内，使该石灰石浆与含二氧化硫的烟气进行化合作用，由该增效剂降低该石灰石浆液的表面张力，以提高该石灰石浆的脱硫效率；
(c)将该吸收塔内含石膏的液体送至一石膏浆脱水装置进行石膏浆脱水处理，分离成石膏及废水；
其中，该增效剂包括烷基磺基琥珀酸酯与湿润剂，该增效剂的组成的重量百分比为：百分之5-70的烷基磺基琥珀酸酯、百分之1-30的湿润剂及剩余百分比的水组合而成；
所述湿润剂包括烷基二醇。
4.如权利要求3所述的脱硫方法，其中，该烷基磺基琥珀酸酯包括4、6、8、10、12个碳链烷基的单烷基磺基琥珀酸酯或二烷基磺基琥珀酸酯中的至少一种。
5.一种脱硫方法，是利用石灰石-石膏烟气湿法脱硫的方法，是在脱硫过程中添加增效剂以提升脱硫的效果，包括如下步骤：
(a)将石灰石粉及水放入一石灰石浆搅拌罐内拌匀形成石灰石浆；
(b)利用一雾化喷嘴将该石灰石浆喷入一吸收塔内，使该石灰石浆与含二氧化硫的烟气进行化合作用；
(c)将该吸收塔内含石膏的液体送至一石膏浆脱水装置，并将增效剂加入该石膏浆脱水装置内，然后进行石膏浆脱水处理，分离成石膏及废水，由该增效剂帮助过滤，以提高石膏浆的脱水效率，降低脱水后石膏的含水量；
其中，该增效剂包括烷基磺基琥珀酸酯与湿润剂，该增效剂的组成的重量百分比为：百分之5-70的烷基磺基琥珀酸酯、百分之1-30的湿润剂及剩余百分比的水组合而成；
所述湿润剂包括烷基二醇。
6.如权利要求5所述的脱硫方法，其中，该石膏浆脱水装置包括一真空脱水机，该增效剂加入该石膏浆后再置入该真空脱水机内进行脱水处理。
7.如权利要求5所述的脱硫方法，其中，该烷基磺基琥珀酸酯包括4、6、8、10、12个碳链烷基的单烷基磺基琥珀酸酯或二烷基磺基琥珀酸酯中的至少一种。
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