CN113522000A - 一种石灰石-石膏湿法脱硫复合添加剂 - Google Patents

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陈传威
阮晨杰
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    • B01D2258/0283—Flue gases

Abstract

本发明公开了一种石灰石‑石膏湿法脱硫复合添加剂，属于石灰石‑石膏湿法脱硫技术领域，本发明是一种石灰石‑石膏湿法脱硫复合添加剂，配制简单且脱硫效率高，添加剂的组成成分及含量为：戊二酸浓度为：250‑1000mg/L；硫酸铁和硫酸锰的总浓度为：250‑1000mg/L，铁锰离子的浓度比为1：1，其中石灰石是脱硫的主要成分，戊二酸、硫酸铁和硫酸锰作为添加剂，是促进脱硫效果的关键成分。该复合添加剂在脱硫过程中具有多重作用，能够缓冲浆液的pH，提高碳酸钙的溶解度和加速亚硫酸钙的氧化速率，从而提高脱硫的效率，在实例中，脱硫效率超过96％，最高可达98.62％，具有很好的脱硫效果。

Description

一种石灰石-石膏湿法脱硫复合添加剂
技术领域
本发明涉及石灰石-石膏湿法脱硫技术领域，尤其涉及一种石灰石-石膏湿法脱硫复合添加剂。
背景技术
目前国家对二氧化硫的排放具有严格的要求，国内烟气脱硫有石灰石-石膏湿法、氨法、双碱法、海水法等，其中石灰石-石膏湿法脱硫占据着绝大部分市场。
在石灰石-石膏湿法脱硫中，浆液pH的变化以及碳酸钙的溶解和亚硫酸钙的氧化程度，都会影响脱硫效率。有相关研究表明，在湿法脱硫过程中，添加一定的添加剂能够提升脱硫的效果，其中酸性介于碳酸和亚硫酸之间的有机酸能够缓冲浆液的pH值，并且能够提高浆液的传质性能，从而能够促进石灰石的溶解，过渡金属离子能够提升亚硫酸钙的氧化速率，其中单一铁锰离子作用效果比较明显，但铁锰离子共同作用的效果远高于单一作用的催化效果。复合添加剂的作用效果在一定程度上比单一添加剂效果好，但一款良好的复合添加剂受制于组分的科学配比，复合添加剂就成为研究的重点。
发明内容
本发明为解决上述技术问题设计了一种过渡金属基有机酸石灰石脱硫添加剂，用来缓冲浆液pH，提高碳酸钙的溶解度和加快亚硫酸钙的氧化速率，以达到提升脱硫效率的目的。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种石灰石-石膏湿法脱硫复合添加剂，所述的脱硫添加剂的组分成分为：戊二酸、硫酸铁和硫酸锰。
优选地，所述的戊二酸浓度为：250-1000mg/L。
优选地，所述的硫酸铁和硫酸锰的总浓度为：250-1000mg/L，铁锰离子的浓度比为1：1。
其中，所述的石灰石是脱硫的主要成分，戊二酸、硫酸铁和硫酸锰是缓冲pH，促进脱硫过程中碳酸钙的溶解和加速亚硫酸钙的氧化过程。
SO2溶解过程：
SO2(g)←→SO2(l)
SO2(l)+H2O←→H2SO3←→H++HSO3 -
H++(CH2)3(COO-)2←→HOOC(CH2)3COO-
H++HOOC(CH2)3COO-←→HOOC(CH2)3COOH
所述的戊二酸阴离子和二氧化硫与水发生反应产生的H+结合，使H+浓度降低，从而促进SO2(l)+H2O←→H2SO3←→H++HSO3 -向右移动，使浆液的pH减少波动，起到缓冲pH的作用。
CaCO3的溶解过程：
CaCO3←→Ca2 ++CO3 2-
H++CO3 2-←→HCO3-
H++HCO3-←→CO2+H2O
在液膜和液相边界，戊二酸根离子和液膜中的H+反应生成戊二酸，戊二酸又在液相主体中电离出H+，这些H+和溶解出的CO3 2-反应生成HSO3 -，H+又和HSO3 -继续反应生成H2O和CO2，HSO3 -浓度减少，促进了H+和CO3 2-反应的进行，导致CO3 2-浓度减少，最终促进CaCO3的溶解，同时铁锰离子的加入会有效提升戊二酸对碳酸钙的溶解能力。
过渡金属离子对亚硫酸钙的氧化具有促进作用；
Fe3+和Mn2+对亚硫酸钙的氧化速率具有提升作用，并且Fe3+比Mn2+的氧化作用更好；
所述的Fe3+和Mn2+按照质量比1：1与戊二酸共同作用下的氧化效果要比Fe3+或Mn2+单独作用的效果明显。
与现有技术相比，本发明提供了一种石灰石-石膏湿法脱硫复合添加剂，具备以下有益效果：
1、本发明的有益效果是：能够缓冲浆液的pH，促进二氧化硫的溶解吸收，从而减少石灰石的用量，降低成本；提高了碳酸钙的溶解度，从而促进了二氧化硫与其反应，加强了脱硫的效果；提高了亚硫酸钙的氧化速率。
附图说明
图1为不同过渡金属基有机酸对亚硫酸钙的氧化效果；
图2为实例一、实例二、实例三、实例四的添加剂作用下的脱硫效率图；
图3为实例五、实例六的添加剂作用下的脱硫效率图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
本发明的添加剂将投入到二氧化硫的进口浓度设定为2030ppm的脱硫系统当中，
实例一：
Figure BDA0003172310630000041
本发明的添加剂具体的如下：
戊二酸和铁锰离子按照一定比例掺混而成，铁锰离子的总浓度分别为250mg/L，铁锰离子的质量比为1：1，戊二酸的浓度为500mg/L，
二氧化硫的入口浓度为2030ppm，按照所述的添加剂，脱硫效率为96.1％；
实例二：
Figure BDA0003172310630000042
本发明的添加剂具体的如下：
戊二酸和铁锰离子按照一定比例掺混而成，铁锰离子的总浓度分别为500mg/L，铁锰离子的质量比为1：1，戊二酸的浓度为500mg/L，
二氧化硫的入口浓度为2030ppm，按照所述的添加剂，脱硫效率为98.47％；
实例三：
Figure BDA0003172310630000051
本发明的添加剂具体的如下：
戊二酸和铁锰离子按照一定比例掺混而成，铁锰离子的总浓度分别为750mg/L，铁锰离子的质量比为1：1，戊二酸的浓度为500mg/L，
二氧化硫的入口浓度为2030ppm，按照所述的添加剂，脱硫效率为98.62％；
实例四：
Figure BDA0003172310630000052
本发明的添加剂具体的如下：
戊二酸和铁锰离子按照一定比例掺混而成，铁锰离子的总浓度分别为1000mg/L，铁锰离子的质量比为1：1，戊二酸的浓度为500mg/L，
二氧化硫的入口浓度为2030ppm，按照所述的添加剂，脱硫效率为98.03％；
实例五：
Figure BDA0003172310630000061
本发明的添加剂具体的如下：
戊二酸和铁锰离子按照一定比例掺混而成，铁锰离子的总浓度分别为500mg/L，铁锰离子的质量比为1：1，戊二酸的浓度为500mg/L，
二氧化硫的入口浓度为2030ppm，按照所述的添加剂，脱硫效率为98.3％；
实例六：
Figure BDA0003172310630000062
本发明的添加剂具体的如下：
戊二酸和铁锰离子按照一定比例掺混而成，铁锰离子的总浓度分别为500mg/L，铁锰离子的质量比为1：1，戊二酸的浓度为1000mg/L，
二氧化硫的入口浓度为2030ppm，按照所述的添加剂，脱硫效率为98.4％。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种石灰石-石膏湿法脱硫复合添加剂，其特征在于，所述的脱硫添加剂的组分成分为：戊二酸、硫酸铁和硫酸锰。
2.根据权利要求1所述的一种石灰石-石膏湿法脱硫复合添加剂，其特征在于：所述的戊二酸浓度为：250-1000mg/L。
3.根据权利要求1所述的一种石灰石-石膏湿法脱硫复合添加剂，其特征在于：所述的硫酸铁和硫酸锰的总浓度为：250-1000mg/L，铁锰离子的浓度比为1：1。
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