使用有机酸提高湿法烟气脱硫工艺
5页1、2 0 0 4 中际脱积膏技术与设鲁晨览会技术研讨会 2 0 咐C h i n aI n t e r n a t i o n a ld 鹤o xd e N O xE x h i b i t i o n & C o n f e r e n c e使用有机酸提高湿法烟气脱硫工艺王海涛英威达,上海,0 0 0 2 1要l 火力发电厂通常通过烟气脱硫I 艺来控翩二氧化碗镣放,使用有机酸添粕热能有效地提高税硫效率。起初套机酸主要用于设备和I 艺的改进。现在宅被广泛用于额匏系统。在低液气眈和低成本的条件下达蓟较高的吸收效率( 9 5 9 8 ) 。本文也l 寸论7 有机酸在烟气脱硫中的作用机理。本文以两个实钠美国A E s D e e p w a t e r 和泰国M a e P o h 发电广证明7 使用有机酸的收益。以上藕家I r 都因为使用高硫含量的燃料而蘧临环境保护的医力。在使用s 1 4 0 0 p p m 的有机酸后。二氧纯硫吸收效率得到显著提高,和其它改进方案相比该方案的设备和I 艺的实施相对简擎能低成本、高灵活性魄达到环境标准1 简介燃烧含硫燃料,例如煤、燃料油或焦炭等,会生成二氧
2、化硫。火力发电厂是二氧化硫排放的主要来源。美国1 9 9 8 年全国二氧化硫排放总量中有6 4 来自火力发电厂,而全球火力发电设备排放占总量的7 0 以上。如果对二氧化硫的大气排放不加控制,则会破坏人类健康和环境。高二氧化硫产生的主要危害是使人呼吸困难,并带来疾病。另外,二氧化硫会导致环境的酸性沉积,从而导致湖泊和河流的酸化,破坏树木、植被和农作物。同时,酸沉积加速建筑物的损坏。在空气中,二氧化硫会形成雾从而降低能见度。考虑到二氧化硫的危害,许多国家目前都对火力发电装置的二氧化硫的允许排放量有严格的限制。例如,1 9 9 0 年美国在洁净空气计划( C A A A ) 中设立了酸雨控制计划。这个两步走的计划主要针对降低火力发电厂的二氧化硫排放。第一步从1 9 9 5 年1 月1 日到1 9 9 9 年1 2月3 1 日,第二步从2 0 0 0 年1 月1 日起。从2 0 0 0 年到2 0 0 9 年全国二氧化硫排放的限额为九百四十八万吨。到2 0 1 0 年,这个限额将进一步降为八百九十五万吨,几乎是1 9 8 0 年工业排放的一半。火力发电厂使用烟气脱硫装置吸收二氧化硫后可以达到酸
3、雨降低计划的要求。另外,使用吸收装置也能降低汞和其它物质的排放。,为了提高烟气脱硫技术和二氧化硫吸收效率,人们做了大量的研究工作。从中也开发出了添加有机酸提高吸收效率的工艺。从1 9 8 0 年开始,美国国家环境保护总局( E P A ) 就积极地推广有机酸添加剂的使用。在E P A 的早期努力下,在美国、德国等地,许多石灰石湿法烟气脱硫系统中使用了有机酸来提高系统效率。最早试验的有机酸添加剂是己二酸。结果表明,己二酸具有水溶性、低挥发、化学稳定、无毒、供应充足和成本低的优点,在有机酸中是最佳选择。现在,混合二元酸( D B A ,丁二酸、戊二酸、己二酸的混合物) 和纯己二酸都得到了使用。使用有机酸添加剂最初提高了性能,并克服了已有石灰石系统的设计限制。现在,有机酸也在新建系统中在低液,气比的情况下达到很高的吸收效率( 9 5 9 9 ) ,同时也降低固定投资和操作成本。2 烟气脱硫中使用有机酸有机二元酸通过两种方式显著地提高了吸收效果。第一,二元酸提高石灰石在液相中的6 42 0 中国国际脱碡脱南技术与设鲁晨览会技术研讨会2 0 舛C h i l l aI n t e r n a t
4、 i o n a ld e S O xd e N O xE x h i b i t i o n & C o n f e r e n c e溶解度。第二,提高T - 氧化硫气液传质速度,而这通常是限制吸收速度的一个重要因素。翔霸删囊图1使用有机酸的湿法烟气脱硫体系二氧化硫吸收过程包括三个相:气相( 烟气) ,液相( 吸收液) 和固相( 石灰石颗粒) 。因此,严格地说,洗涤过程同时受化学和工程学的影响。下面是在湿法石灰石吸收中一些基本的化学反应( 以己二酸为例) ,无氧化反应。请注意,所有的这些反应都是可逆平衡: C a C 0 3 + H 2 0 + O H 。HC a 2 + + H C 0 3 。( 1 )H O O C ( C H 2 ) 4 C O O H + 2 0 H “O O C ( C H 2 ) 4 C O O 一+ 2 H 2 0( 2 ) S 0 2 + H 2 0 H 矿+ H S O3 ( 3 )一O O C ( C H 2 ) 4 C O O - + F I + H H O O C ( C H 2 ) 4 C O O H( 4 )当二氧化硫溶解于水,按照方程3
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