用于火电厂烟气脱硫脱硝脱汞的添加剂及其制备方法和应用
【技术领域】
[0001]本发明属于火电厂烟气脱硫脱硝脱汞技术领域，具体是指用于火电厂烟气脱硫脱硝脱汞的添加剂及其制备方法和应用。
【背景技术】
[0002]我国以煤为主要能源，煤炭消耗量居世界首位，而发电耗煤占煤炭总耗量的50%以上。燃煤发电会排放S02、N0x和单质汞等污染物，造成酸雨、雾霾、臭氧层空洞、重金属污染等问题。目前火电厂已有的污染物脱除设备基本满足排放标准，但《煤电节能减排升级与改造行动计划(2014-2020)》提出了“超净”排放的更高要求，因此利用已有烟气处理设备协同脱除多种污染物具有良好的时效性和经济性。
[0003]烟气脱硫技术以湿法脱硫为主，采用钙基吸收剂方法，脱硫效率较高，但存在石灰石成本高、石灰石活性不稳定等缺点。烟气脱硝技术以选择性催化还原法(SCR)的干法技术为主，脱硝效率较高，但要消耗大量的还原剂，催化剂运行条件苛刻，面对电厂低负荷工况将无法投运。湿法脱硫法与选择性催化还原法两者只能各自脱除一种污染物。燃煤烟气中的氮氧化物以NO为主，而NO不溶于水，无法通过湿法脱硫脱除，而NO2易溶于水，易于被湿法脱硫装置脱除。对于火电厂燃煤烟气中的汞，目前尚未有专门的脱除装置，单质汞不溶于水，迀移能力较强，而氧化汞易溶于水且会吸附在烟气中的颗粒物上生成颗粒汞，可以通过湿洗装置或者除尘器脱除。
[0004]白泥是氨碱法纯碱厂生产废渣的俗称，主要成分是Ca⑶3、CaS04，以及部分CaO和MgO ο本发明利用原本是制碱厂废弃物的白泥协同脱除燃煤烟气中的SOdPNOx，以废治废，同时减少了脱硫石灰石的用量。
【发明内容】
[0005]本发明的目的之一是提供用于火电厂烟气脱硫脱硝脱汞的添加剂，该添加剂可以对火电厂烟气同时进行脱硫脱硝脱汞，具有较高的脱硫脱硝脱汞效率，还能够提高石灰石活性，提高脱硫石膏品质，节约石灰石用量。
[0006]本发明的这一目的通过如下技术方案来实现的:用于火电厂烟气脱硫脱硝脱汞的添加剂，其特征在于:所述添加剂中各组分及其所占的质量百分比分别为白泥27%?28.5%、二氧化铈0.3%?0.6%、硫酸锰0.3%?0.6%，草酸0.9?1.8%，其余为水。水占70%。
[0007]本发明的添加剂中，白泥中的CaCO3将作为石灰石的补充，吸收烟气中的SO2，白泥中的活性CaO和MgO将提尚脱硫楽液的活性，促进脱硫脱硝反应的进彳丁 ; 一■氧化铺和硫酸猛作为催化氧化剂，将燃煤烟气中的NO氧化为NO2使其溶于脱硫浆液中，并与白泥中的活性物质生成稳定的硝酸盐，最终从烟气中脱除；同时催化氧化剂将促进烟气中SO2与O2的氧化反应，进而与白泥中的活性物质生成稳定的硫酸盐，提高SO2脱除率，减少脱硫石膏中的亚硫酸钙含量，提高脱硫石膏品质;催化氧化剂将促进单质汞转化为氧化汞，使氧化汞溶于浆液中并生成稳定的化合物，最终从烟气中脱除;草酸作为反应促进剂，将促进脱硫塔中气相与液相之间的反应，从而增强脱硫脱硝的效果。
[0008]本发明的目的之二是提供上述用于火电厂烟气脱硫脱硝脱汞的添加剂的制备方法，该制备方法操作简单，能够获得具有脱硫脱硝脱汞功能的添加剂。
[0009]本发明的这一目的通过如下技术方案来实现的:用于火电厂烟气脱硫脱硝脱汞的添加剂的制备方法，其特征在于:将白泥、二氧化铈、硫酸锰、草酸和水按配比混合，在常温下搅拌2?3h，混合均匀后即可制得。
[0010]本发明中的常温是指10°C至35°C的温度，通常室内温度均可。
[0011]本发明的目的之三是提供上述用于火电厂烟气脱硫脱硝脱汞的添加剂在火电厂烟气脱硫脱硝脱汞中的应用，其特征在于:在火电厂湿法脱硫装置中加入该添加剂，加入添加剂的剂量以添加剂中白泥的质量作为基准，加入的白泥质量为湿法脱硫装置中石灰石质量的1 %?20 %，同时减少湿法脱硫装置中5 %?1 %的石灰石的重量供应。这里加入的白泥质量为湿法脱硫装置中石灰石质量的10%?20%的石灰石质量指的是湿法脱硫装置中已经减少了重量5%?10%的石灰石的质量。
[0012]作为该添加剂的应用，直接在火电厂湿法脱硫装置中加入，从而提升脱硫脱硝脱汞性能，同时还具有提高石灰石活性，提高脱硫石膏品质，节约石灰石用量，处理白泥废弃物的优点。
[0013]该添加剂可以加入吸收塔的地坑，通过地坑栗打入吸收塔，或者直接加入石灰石制浆系统中。
[0014]与现有技术相比，本发明具有如下有益效果:
[0015]1.本发明的脱硫脱硝脱汞添加剂能显著提高湿法脱硫工艺的脱硝效率，它能有效将烟气中的NO氧化为NO2，并使其溶于浆液中，生成硝酸盐，最终稳定脱除烟气中的氮氧化物。
[0016]2.本发明的脱硫脱硝脱汞添加剂将促进烟气中SO2与O2的氧化反应，进而与白泥中的活性物质生成稳定的硫酸盐，提尚SO2脱除率。
[0017]3.本发明脱硫脱硝脱汞添加剂将促进单质汞转化为氧化汞，使氧化汞溶于浆液中并生成稳定的化合物，最终从烟气中脱除；
[0018]4.本发明的脱硫脱硝脱汞添加剂增强了脱硫浆液的反应活性，提高了湿法脱硫装置的脱硫效率，并且在催化氧化剂的作用下减少了亚硫酸钙的生成，从而提高了脱硫石膏的品质。
[0019]5.本发明的脱硫脱硝脱汞添加剂可以部分替代石灰石，节约了石灰石采购成本，同时利用了制碱厂废弃物作为主要构成，以废治废，综合效益明显。
[0020]6.本发明不需对火电厂额外进行改造，只需利用已有湿法脱硫设备协同脱除氮氧化物，具备良好的应用推广价值。
【具体实施方式】
[0021]实施例1
[0022]将白泥27 %、二氧化铈0.6%,硫酸锰0.6 %，草酸1.8%，水70 %，在20 °C的温度下搅拌3h，混合均匀后即制得用于火电厂烟气脱硫脱硝脱汞的添加剂。
[0023]实施例2
[0024]将白泥27.6%, 二氧化铈0.3%,硫酸锰0.3%,草酸1.8%，水70 %，在30 V的温度下搅拌2h，混合均匀后即制得用于火电厂烟气脱硫脱硝脱汞的添加剂。
[0025]实施例3
[0026]将白泥27.6%, 二氧化铈0.6%,硫酸锰0.6%,草酸1.2%，水70 %，在25 V的温度下搅拌2.5h，混合均匀后即制得用于火电厂烟气脱硫脱硝脱汞的添加剂。
[0027]实施例4
[0028]将白泥27.9%, 二氧化铈0.3%,硫酸锰0.3%,草酸1.5%，水70 %，在20 V的温度下搅拌3h，混合均匀后即制得用于火电厂烟气脱硫脱硝脱汞的添加剂。
[0029]实施例5
[0030]将白泥28.2%, 二氧化铈0.3%,硫酸锰0.3 %，草酸1.2%，水70 %，在30 V的温度下搅拌2h，混合均匀后即制得用于火电厂烟气脱硫脱硝脱汞的添加剂。
[0031 ] 实施例6
[0032]将白泥28.5%, 二氧化铈0.3%,硫酸锰0.3 %，草酸0.9 %，水70 %，在25 V的温度下搅拌2.5h，混合均匀后即制得用于火电厂烟气脱硫脱硝脱汞的添加剂。
[0033]应用实例
[0034]以实施例1和实施例6制得的脱硫脱硝脱汞添加剂加入某一660MW电厂的脱硫塔系统中，白泥加入量为脱硫系统石灰石用量的20%，在加入添加剂的同时，减少原脱硫系统10%的石灰石供应量。添加剂加在脱硫吸收塔的地坑中，由地坑栗将添加剂打入吸收塔。在同一工况下，分别测试添加前后，脱硫塔的脱硫率、脱硝率和单质汞转化率。
[0035]测得未添加、添加实施例1、添加实施例6的脱硫率分别为:95.3%、97.7%、98.5%；测得未添加、添加实施例1、添加实施例6的脱硝率分别为:3.5%,65.4%,53.5%；测得未添加、添加实施例1、添加实施例6的单质汞转化率分别为:12.4%、49.3%、42.6%。
[0036]可以看出，在加入添加剂后，脱硫塔的脱硫效率有进一步的提升;而脱硫塔的脱硝效率则有显著提升效果，另外单质汞的转化率也有较大提升。
[0037]作为上述应用实例的变换，在火电厂湿法脱硫装置中加入该添加剂的质量也可以在如下范围内取值，加入添加剂的剂量以添加剂中白泥的质量作为基准，加入的白泥质量为湿法脱硫装置中石灰石质量的10 %?20 %，同时减少湿法脱硫装置中5 %?10 %的石灰石的重量供应。这里加入的白泥质量为湿法脱硫装置中石灰石质量的10%?20%的石灰石质量指的是湿法脱硫装置中已经减少了重量5%?10%的石灰石的质量。
[0038]本发明的上述实施例并不是对本发明保护范围的限定，本发明的实施方式不限于此，凡此种种根据本发明的上述内容，按照本领域的普通技术知识和惯用手段，在不脱离本发明上述基本技术思想前提下，对本发明上述结构做出的其它多种形式的修改、替换或变更，均应落在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.用于火电厂烟气脱硫脱硝脱汞的添加剂，其特征在于:所述添加剂中各组分及其所占的质量百分比分别为白泥27 %?28.5%、二氧化铈0.3%?0.6 %、硫酸锰0.3 %?0.6 %，草酸0.9?1.8%，其余为水。2.如权利要求1所述的用于火电厂烟气脱硫脱硝脱汞的添加剂的制备方法，其特征在于:将白泥、二氧化铈、硫酸锰、草酸和水按配比混合，在常温下搅拌2?3h，混合均匀后即可制得。3.如权利要求1所述的用于火电厂烟气脱硫脱硝脱汞的添加剂在火电厂烟气脱硫脱硝脱汞中的应用，其特征在于:在火电厂湿法脱硫装置中加入该添加剂，加入添加剂的剂量以添加剂中白泥的质量作为基准，加入的白泥质量为湿法脱硫装置中石灰石质量的10 %?.20 %，同时减少湿法脱硫装置中5 %?1 %的石灰石的重量供应。
【专利摘要】本发明公开了用于火电厂烟气脱硫脱硝脱汞的添加剂及其制备方法和应用，所述添加剂中各组分及其所占的质量百分比分别为白泥27％～28.5％、二氧化铈0.3％～0.6％、硫酸锰0.3％～0.6％，草酸0.9～1.8％，其余为水，该添加剂可以对火电厂烟气同时进行脱硫脱硝脱汞，具有较高的脱硫脱硝脱汞效率，还能够提高石灰石活性，提高脱硫石膏品质，节约石灰石用量。本发明还公开了该添加剂的制备方法和应用。
【IPC分类】B01D53/64, B01D53/81, B01D53/60
【公开号】CN105664707
【申请号】CN201610048236
【发明人】卢伟辉, 何识之, 张昆, 林庆标, 赵玉柱, 宋兴光, 钟俊, 廖永进
【申请人】中国南方电网有限责任公司, 广东电网有限责任公司电力科学研究院
【公开日】2016年6月15日
【申请日】2016年1月25日