1 應(yīng)用范圍
適用于“石灰石-石膏法”和“石灰-石膏法”煙氣脫硫，向脫硫系統(tǒng)內(nèi)添加復(fù)合脫硫催化劑，可以通過(guò)催化作用提高脫硫效率，減少脫硫劑用量，顯著降低脫硫系統(tǒng)能耗。
2 技術(shù)背景
以“石灰石-石膏法”煙氣脫硫工藝為例，該脫硫方法技術(shù)成熟、脫硫效率高，吸收劑來(lái)源豐富、價(jià)格低廉，是使用最廣泛的煙氣脫硫方法。該法以石灰石為脫硫吸收劑，將石灰石塊破碎磨成細(xì)粉狀與水混合制成漿液，石灰石漿液經(jīng)過(guò)漿液循環(huán)泵被打入吸收塔與煙氣充分接觸、混合，使得煙氣中的SO2與漿液中的CaCO3以及鼓入的強(qiáng)制氧化空氣發(fā)生化學(xué)發(fā)應(yīng)，最終生成石膏，達(dá)到脫除SO2的目的。具體的化學(xué)反應(yīng)過(guò)程如圖1所示。
圖1 濕法脫硫反應(yīng)過(guò)程
如圖1所示，“石灰石-石膏法”煙氣脫硫的反應(yīng)過(guò)程包括SO2的溶解與吸收、CaCO3的溶解與電離、酸堿中和反應(yīng)、HSO3-的氧化、沉淀的產(chǎn)生等步驟。而該方法脫硫反應(yīng)的速率控制步驟，主要受限于兩個(gè)過(guò)程（圖1中帶紅星號(hào)的過(guò)程）：
（1）SO2在氣液相界面上傳質(zhì)與溶解，并轉(zhuǎn)入液相的過(guò)程。
（2）CaCO3的溶解、電離與擴(kuò)散的過(guò)程。
這兩個(gè)反應(yīng)的反應(yīng)速度都比較慢。首先關(guān)于SO2，雙膜理論認(rèn)為氣相和液相之間存在著穩(wěn)定的相界面，界面兩側(cè)各有一個(gè)很薄的停滯膜，即氣膜和液膜，而氣體在氣膜和液膜的擴(kuò)散速度較慢。為了促進(jìn)SO2氣體的溶解，往往需要很大的液氣比（約為15L/m3或更高），以增大吸收表面積，但這也帶來(lái)了電耗高和運(yùn)行費(fèi)高的問(wèn)題。另外，CaCO3溶解度小，其液相傳質(zhì)能力也比較低，這就直接造成了脫硫反應(yīng)速率和脫硫率的瓶頸。
3 脫硫催化/增效原理
針對(duì)“石灰石—石膏法”煙氣脫硫工藝的缺點(diǎn)和瓶頸，廣州綠華環(huán)保科技有限公司研發(fā)了復(fù)合脫硫催化劑，用于優(yōu)化脫硫過(guò)程，提升脫硫效率，降低運(yùn)行成本。復(fù)合脫硫催化劑的主要成分和作用機(jī)理如圖2所示。
圖2 復(fù)合脫硫催化劑成分及作用
復(fù)合脫硫催化劑主要由無(wú)機(jī)鹽、金屬氧化物、表面活性劑、有機(jī)胺羧絡(luò)合物或有機(jī)酸(鹽)中的一種或一種以上化合物組成，可以根據(jù)煙氣脫硫系統(tǒng)的需要，進(jìn)行組合復(fù)配，已達(dá)到最優(yōu)的脫硫效率和性價(jià)比。無(wú)機(jī)鹽可以促進(jìn)石灰石的溶解；微量金屬氧化物作為催化劑加快氧化反應(yīng)速率；表面活性劑可以降低氣液兩相之間表面張力，減小體系自由能，進(jìn)而提高吉布斯吸附能力，加快SO2吸收速率；有機(jī)胺羧絡(luò)合物或有機(jī)酸鹽可以調(diào)節(jié)pH值，為液體環(huán)境提供緩沖作用，既可加快SO2在氣膜和液膜之間的傳質(zhì)速率，也可加快CaCO3的溶解速率。
圖3 有機(jī)添加劑作用機(jī)理圖
有機(jī)胺羧絡(luò)合物或有機(jī)酸鹽促進(jìn)SO2和CaCO3溶解的具體機(jī)理如圖3所示。SO2溶解于水電離出H+，所以氣液兩相界面處是低pH值；CaCO3溶解于水電離出CO32-，CO32-會(huì)與溶液中的H+反應(yīng)生成HCO3-，所以固液兩相界面處是高pH值。pH值介于碳酸和亞硫酸之間的有機(jī)添加劑可以作為緩沖劑，一方面是AHn-1-可以與H+反應(yīng)生成HnA，這個(gè)反應(yīng)消耗H+，所以促使SO2溶解電離的反應(yīng)平衡向右進(jìn)行，即促進(jìn)了SO2的溶解；另一方面HnA和H+可與C反應(yīng)，同樣促進(jìn)了CaCO3的溶解。而且將pH值控制在5~6，還可以有效防止塔內(nèi)設(shè)備結(jié)垢。
4 產(chǎn)品優(yōu)勢(shì)
（1）提高脫硫效率，無(wú)需進(jìn)行設(shè)備擴(kuò)容改造，輕松達(dá)到超低排放要求；
（2）減少漿液循環(huán)強(qiáng)度，降低液氣比，顯著降低系統(tǒng)能耗；
（3）增強(qiáng)CaCO3的反應(yīng)活性，提高吸收劑的利用率，進(jìn)而減少石灰石用量；
（4）防止?jié){液結(jié)垢和堵塞，提高系統(tǒng)可靠性和穩(wěn)定性；
（5）既適用于各種燃煤鍋爐和工業(yè)窯爐煙氣脫硫，也適用于燃煤氣、燃油、燃生物質(zhì)等其他燃料鍋爐和窯爐煙氣脫硫，應(yīng)用范圍廣泛。
5 技術(shù)指標(biāo)
型號(hào) | DSC-I | DSC-II |
外觀 | 灰白色粉粒狀 | 白色粉狀 |
pH值(1%水溶液) | 4.5-7.5 | 5.5-8.5 |
密度(g/cm3) | 1.2-1.5 | 1.0-1.4 |
水不溶物(%) | ＜2.0 | ＜0.5 |
氯離子(%) | ＜0.1 | ＜0.1 |
6 使用方法
首先，可在漿液循環(huán)回路的任意位置加入，根據(jù)燃煤電廠實(shí)際情況提出具體方案。推薦：首次加入系統(tǒng)從漿液返回管處直接加入吸收塔內(nèi)，后期補(bǔ)充時(shí)投加到脫硫循環(huán)液中。
其次，首次用量建議的添加量為0.1%~0.5%（以DSC-I型為例）或0.5~1.0‰（以DSC-II型為例），需根據(jù)煙氣脫硫?qū)嶋H情況，調(diào)整所需添加量。本產(chǎn)品的原理是催化增效，在脫硫反應(yīng)中并不消耗，但由于漿液水分流失或排放，會(huì)造成脫硫催化劑損耗，后續(xù)需要酌量補(bǔ)充。
7 注意事項(xiàng)
具有水溶性，性能穩(wěn)定、無(wú)腐蝕的特點(diǎn)，需存放于陰涼、干燥、通風(fēng)的庫(kù)房?jī)?nèi)，遠(yuǎn)離熱源。