脫硫增效劑

1、脫硫添加劑的概念

   脫硫增效劑又稱脫硫催化劑，其主要成份大部分為可以針對SO2有很強的反應活性的高分子催化劑，構成以高分子物質為主要原料，經(jīng)物化加工，激化或物化改性，應用高新技術強化改性后與其它無機高分子材料充分混合，最終形成具有穩(wěn)定結構和性能的催化氧化煙氣脫硫添加劑。

    在脫硫過程中，石灰石與SO2的反應速度受制于CaCO3的溶解速度。CaCO3在水中以微小顆粒狀存在，在這些微球表面，存在著雙膜效應，阻礙了CaCO3在水中的溶解，因此解決CaCO3在水中的溶解問題將會對整個脫硫工藝有較大的改善。脫硫增效劑主要是針對CaCO3，表面物性的活性劑和催化劑，用來減弱和消除雙膜效應，改變固液界面濕潤性，提高界面?zhèn)髻|效率，促進SO2的吸收。同時滲透進入CaCO3的微球表面遍布的微孔和裂紋，使得液體中硫的傳質從這些微孔和裂紋順利引入，增大有效傳質面積，強化石灰石溶解

度，從而大大加快了石灰石與SO2的反應速度。

2、工作原理

   將石灰配制成一定濃度的石灰石漿液，并加入一定量脫硫添加劑，機械攪拌均勻，經(jīng)石灰石漿液泵打入脫硫反應塔內(nèi)，石灰石漿液被霧化成細小的霧滴與來自鍋爐的煙氣進行傳質，SO2被石灰石乳吸收，凈化后的氣體從煙道排出。

3、產(chǎn)品特點

3.1提高脫硫效率，無需進行設備擴容改造

    提高二氧化硫氣液傳質速率，強化對二氧化硫的吸收而提高脫硫率。在氣液界畫處催化劑能夠結合SO2溶解產(chǎn)生的大量H+離子，使H+離子從液膜傳遞到液相主體，漿液PH也不會因SO2的溶解而下降過快，同時氣相阻力減小，促進SO2吸收。

 3.2節(jié)能降耗

    脫硫裝置入口的二氧化硫濃度在設計值范圍內(nèi)，一是可停運部分吸收塔漿液循環(huán)泵，相對降低系統(tǒng)所需液氣比，降低脫硫系統(tǒng)廠用電率從而有效降低脫硫運行費用和脫硫維護檢修費用；二是可以節(jié)省制漿系統(tǒng)球磨機能耗，有效提高粗顆粒石灰石(250目)的利用率，基本實現(xiàn)與(325目)粒徑石灰石相同的脫硫效率。

3.3提高燃煤調整和脫硫運行、備用的靈活性，降低燃煤成本

由于SO2的溶解度和固體CaCO3的溶解速度都有限，脫硫催化劑的加入則提供了堿性基團，增強了液膜傳質因子，不僅可以促進CaCO3的溶解和提高其解離速率，減少了液相阻力，漿液PH也不會因SO2的溶解而下降過快。使用脫硫加劑時，脫硫系統(tǒng)可在較低PH值下運行，從而增加主機燃煤調整和脫硫系統(tǒng)運行靈活性和穩(wěn)定性。

3.4減少石灰石用量

   提高脫硫劑的利用率，從而減少其用量。催化劑可以提高石灰石在液相中的溶解度，強化石灰石溶解。在固液界面處，催化劑能提供有利于CaCO3溶解的酸性環(huán)境，減小液相阻力，促進石灰石的溶解。

3.5增加石灰石的分散性，減少設備結垢

    催化劑中的活性成份可以提高石灰石的表面活性，增加石灰石的分散性，降低其沉降速度，減少設備的結垢堵塞。

3.6提高氧化效率，減少亞硫酸根含量，提高真空皮帶機脫水效率

    脫硫添加劑可降低石灰石漿液表面張力，使臨界晶核半徑減小，強化HSO2的氧化使CaSO4和CaSO3易析出石膏，CaSO4等處于非飽和狀態(tài)，阻礙了化學硬垢的生成，確保設備長期運行阻礙結垢.

4、脫硫添加劑的效果

   以石灰石為吸收劑，分別在添加適宜濃度的脫硫添加劑與不加脫硫添加劑時，進行液氣比L/G對脫硫效率的影響試驗，當L/G相同時，加入脫硫添加劑后的脫硫效率凈增值隨脫硫效率L/G增加而減少，即

L/G小時，脫硫添加劑效果明顯。L/G≤5L/m 3時，脫硫效率約在10個百分點以上，脫硫效率相對提高18%，氣相效率相對提高26%以上；L/G≥5L/m 3后，脫硫效率L/G增加而減少，但仍有5個百分點以上，

脫硫效率相對提高7%以上，氣相效率相對提高12%以上，當脫硫效率相同時，即從要達到相同的脫硫效率所要求的L/G變化看，添加脫硫添加劑的效果更加明顯。由計算可知，要達到相同的脫硫效率，

L/G1僅為L/G2的60%-73%；且L/G越大L/G的減小幅度越明顯，脫硫添加劑能有效的降低系統(tǒng)運行費用。綜合分析，加入脫硫添加劑后對不同進氣口SO2濃度的煙氣，均可提高脫硫效率約30-50個百分點，這點對較高濃度的SO2煙氣來說，效益相當可觀。

4.1脫硫添加劑對漿液PH值的影響

    為考察脫硫添加劑對pH值的影響，測定了脫硫塔進、出口PH值隨過程時間變化數(shù)據(jù)，可以看出，添加適宣濃度的脫硫添加劑，能降低PH的峰值，并能減緩PH的變化，即脫硫添加劑起到了對pH值的緩沖作用，從而加快總傳質一反應速度，有利于提高脫硫效率和石灰石的利用率。

4.2脫硫添加劑對漿液中顆粒沉降的影響

   配置一定濃度的漿液，經(jīng)充分攪拌后，讓其自然沉降，觀測其沉降速度，實驗結果表明，加入脫硫添加劑后使沉降速度大為減慢，不加入脫硫添加劑時，沉降3小時后已清晰地分為清液層和漿液層，并與30小時后的情況一樣，而加入脫硫添加劑后，沉降5小時后分為三層，清液層占總體積的5.0%，稀裝層87.0%，濃漿層8.0%，而此時稀漿層、濃漿層中分別含約1/3,2/3的石灰石，且沉降30小時后稀漿層，濃漿層分別占總體積的85%、10%含石灰石分別為1/6,5/6左右，可見脫硫添加劑的加入大大減慢了石灰石顆粒的沉降速率。

4.3脫硫添加劑對漿液粘度的影響

    試驗加入脫硫添加劑前后漿液粘度表明，無論是石灰漿，還是石灰石漿，加入脫硫添加劑后均使粘度略有降低，可見脫硫添加劑有降低漿液粘度的作用。

4.4加入脫硫添加劑的其他作用

   防垢防腐，即加入一定量的脫硫添加劑，具有一定的降低結垢腐蝕速率的作用，并能改善垢層性能，使之容易用水沖洗，較大幅度的降低循環(huán)槽面的S02濃度，從而大大改善了工作環(huán)境。不加脫硫添加劑時，S0250-80ppm，加入脫硫添加劑后，S02降至10-30ppm,從降低情況看，脫硫添加劑具有加速總反應速率的作用。

5.案例經(jīng)濟效益分析如下

   以2014年某電廠為實例，該電廠總裝機容量4×60萬KW使用了我公司脫硫添加劑后給電廠帶來的經(jīng)濟效益，分析如下：

5.1改變煤源種類，合理利用能源，降低燃煤成本

   首先，對不同硫含量的煤，進行價格調查了解得知，以低位發(fā)熱量5500kcal，秦皇島煤炭的價格為參考，調查結果硫份每增加1%，價格降低30元/噸以上。正常情況下，每臺60萬kw的機組每天用煤

量約為5500噸，4臺機組每天日用煤量約為22000噸。

    使用了脫硫添加劑后，可以提高脫硫效率的30%～70%以上，根據(jù)實踐及理論換算，其效果是能將設計燃料含硫量上限由1%提高到2%以上，而在實際使用過程中，考慮到機組本身的抗腐蝕能

力將實際使用煤種由1%提高到1.3%卻是完全可行的。(如果機組承受能力好，使用上限能提高到1.5%或以上；含硫1.3%的煤可以由70%的含硫1%的煤和30%含硫為2%的煤混配起來。

5.1.1提高煤質硫份節(jié)約燃煤成本(每年按300天計)

22000噸/天x0.3×30元1噸X300天=5940萬元/年

5.1.2 添加脫硫增效劑費用(每年按300天計) 

3萬/噸x4臺×60噸/年=720萬元/年

5.1.3提高入爐煤質硫份后帶來的綜合效益

5940萬元—720萬元=5220萬元

5.2節(jié)省漿液循環(huán)泵電耗、減少設備損耗

   在脫硫實際運行中，漿液循環(huán)泵在24小時不停的抽取和輸送石灰石漿液，該電廠脫硫塔需開啟全部4臺漿液循環(huán)泵(最大一臺功率為1400KW)，才能安全排放。這種情況下，加入一定量的脫硫添加劑，在保證達到安全排放標準的同時，可以通過停運一臺漿液循環(huán)泵來降低運行費用，所能節(jié)省的電費成本如下表所示。

機組數(shù)量 循環(huán)泵功率

（KW） 循環(huán)泵效率 上網(wǎng)電價

（元/KW.h） 機組運行時間（小時/年） 年節(jié)省電費（萬元/年）    

4 1400 90% 0.42 7200 1524