煙氣脫硫技術(shù)中添加劑的選用

_Basic Sciencel 基礎科學(xué)pCSb煙氣脫硫技術(shù)中添加劑的選用劉敏麗內蒙古機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院冶金與材料工程系，內蒙古呼和浩特010070 .摘要因石灰石價(jià)廉易得,被廣泛應用于煙氣脫硫過(guò)程中。但因其溶解度小而液相傳質(zhì)差,影響其利用和脫硫率,難于推廣。向石灰石漿液中添加某些化合物，可有效地提高液相傳質(zhì)系數,明顯提高脫硫率,降低脫硫成本.關(guān)鍵詞脫硫;添加劑;無(wú)機;有機中圖分類(lèi)號TQ536文獻標識碼A .文章編號1674-6708 (2010) 29-0105-021添加劑的分類(lèi)添加 劑濃度溶出Ca2+濃度添加劑漿液濃度漿液pH在石灰石-石膏煙氣脫硫過(guò)程中加入添加劑可起到以下幾方( mmol/L)面的作用: 1)提高吸收劑的反應活性;2)提高sO2的脫除率;3)空白)10% .9.101.88抑制結垢;4)起緩沖液的作用。添加劑可分為無(wú)機添加劑和有機5%9.131.8010%7.70添加劑兩大類(lèi)，目前這兩類(lèi)添加劑在不同的國家均有不同程度的.5597.663.25工業(yè)應用及研究。乙酸6.993.681.1無(wú)機添加劑6.91無(wú)機添加劑多是堿或堿性物質(zhì),包括CaCl、Na,SO2、 MgS04、8.423.94Mg0、Mg(OH)2 等。它可以改變脫硫劑漿液的離子平衡,強化脫硫乙酸鈉8.72過(guò)程,同時(shí)金屬離子對脫硫反應有催化作用。其中以鎂與鈉類(lèi)添9.322.82加劑應用得較多。5% _9.517.526.701.2有機添加劑2.57.218.13己二酸國外研究表明,向以石灰石為脫硫劑的漿液中加入有機添加6.967.31劑，可進(jìn)一步提高脫硫率和吸收劑的利用率。A.A.Charles!I 認為:6.728.74有機添加劑能增強氣液界面與液相主體之間的PH緩沖能力,從10.02而提高脫硫率。J.C.Dickerman 認為,凡是PH=3-5.3之間的緩沖溶10.42液都能提高與SO,反應所需的溶解堿組分而促進(jìn)SsO,的吸收。鈉10.28有機添加劑通常呈弱酸性。它可以緩沖脫硫劑漿液的PH值,10.65_ 4.88強化SO,溶解過(guò)程,同時(shí)低PH能加速脫硫劑溶解。理想的有機添7.3314.45加劑應具有適宜的PH緩沖作用、揮發(fā)性低價(jià)格便宜無(wú)毒等條件。檸檬酸7.1816.786.4216.13根據離解常數( pKa),比較合適的有:乙酸、苯甲酸、羥基乙酸、62618.33己二酸、DBA ( Dibasic Aeids).間苯二甲酸和磺基丙酸等?？紤]0816.76揮發(fā)性,乙酸和苯甲酸不適合使用;羥基乙酸的抗揮發(fā)性較好,10.00但其pKa值很小，只有當濃度大時(shí)才會(huì )起作用;己二酸和間苯二甲酸都是二元酸,但其中第二個(gè)羧基只能部分起強化作用;因磺內9.9710.44_5910.14基丙酸可能在脫硫過(guò)程中由丙烯和HSO;現場(chǎng)反應生成，是一個(gè)強有力的有機添加劑。表1添加劑對石灰石漿液促溶作用實(shí)驗結果由表中可以看出,漿液濃度為5%時(shí),對于2.5mmo/L添加劑,2添加劑的優(yōu)選實(shí)驗實(shí)驗所用試劑乙酸、乙酸鈉、己二酸、氫氧化鈉、檸檬酸、溶出鈣離子濃度由大到小次序是:檸檬酸>己二酸>檸檬酸鈉>檸檬酸鈉及乙二胺四乙酸鈉( EDTA)等均為分析純( AR),漿液乙酸>已二酸鈉>乙酸鈉,其中檸檬酸的促溶效果是空白實(shí)驗的9.3倍，而效果最差的乙酸鈉,其促溶效果是空白實(shí)驗的1.6倍;PH由PH-3C型精密PH計測量。對于5mmol/L添加劑,溶出鈣離子濃度由大到小次序是:檸檬酸2.1添加劑對石灰石漿液的促溶實(shí)驗>己二酸>檸檬酸鈉>己二酸鈉>乙酸>乙酸鈉，其中檸檬酸的石灰石(過(guò)300日分子篩)漿液濃度為5%和10%，做不促溶效果是空白實(shí)驗的10.2倍,而效果最差的乙酸鈉,其促溶效加添加劑即空白實(shí)驗和添加劑實(shí)驗,添加劑濃度為2.5mmol/L和果是空白實(shí)驗的1.8倍。5mmol/L,考察漿液PH和漿液中Ca2+溶出量。漿液濃度為 10%時(shí),對于2.5mmol/L添加劑,溶出鈣離子濃采用EDTA滴定法測定Ca2+溶出量:取配制好的一-定濃度度由大到小次序是:檸檬酸>檸檬酸鈉>已二酸>己二酸鈉>乙的石灰石漿液25mL,放置在250mL的燒杯中,加水(或添加劑)酸鈉>乙酸,其中檸檬酸的促溶效果是空白實(shí)驗的7.7倍,而效果50mL,三乙醇胺5mL (掩蔽Fe2+, AIP+), 搖勻，加入20%的氫氧最差的乙酸，其促溶效果是空白實(shí)驗的1.6 倍;對于5mmol/L添加化鈉溶液12mL (pH> 12, 同時(shí)掩蔽Mg2+),加入3~5滴K-B指劑，溶出鈣離子濃度由大到小次序是:檸檬酸>檸檬酸鈉>已二示劑,用EDTA標準溶液滴定至溶液由酒紅色變?yōu)樗{色。EDTA溶酸>已二酸鈉>乙酸>乙酸鈉,其中檸檬酸的促溶效果是空白實(shí)液的濃度標定后為0.0214mo/L,消耗EDTA體積為VmL,則漿液驗的8.6倍,而效果最差的乙酸鈉,其促溶效果是空白實(shí)驗的1.5倍。中Ca2"溶出量計算式為C=V x 0.021425( mol/L )。實(shí)驗結果見(jiàn)表1。由此可以得出，中國煤化工果不同,向添加劑對石灰石漿液促溶作用實(shí)驗結果石灰石漿液體系中添YHCN MH G地提高石灰作者簡(jiǎn)介:劉敏麗，職務(wù):冶金與材料工程系副主任、副教授，工作單位:內蒙古機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院，主要從事專(zhuān)業(yè)教學(xué)與專(zhuān)業(yè)技術(shù)研究105 2010.10(下《科技傳 播》pcSu基礎科學(xué)Basic Science_石的溶解速率，可以促進(jìn)so,吸收，且添加劑濃度越大效果越好，實(shí)驗選取濃度為5mmol/L乙酸鈉、己二酸鈉和檸檬酸鈉三種而檸檬酸和己二酸更有利于CaCO,溶解;通過(guò)添加一定濃度的有有機酸鹽溶液,在濃度為2%的石灰石(過(guò)300目分子篩)漿液中，機酸或有機酸鹽,可以大大減小石灰石粒度,增強石灰石反應率。每15分鐘用移液管移取0.25mL(1 : 1)鹽酸，記錄PH值。圖1同時(shí)可以看出,有機酸的促溶效果要比其對應的有機酸鹽效果好。對于有機酸添加劑,對低濃度石灰石漿液的促溶作用要比對高濃由圖可知,對于5mmol/L添加劑,有機酸鹽對漿液PH緩沖度石灰石漿液的促溶效果好，這主要是因為添加同樣濃度有機酸性能由大到小次序是:已二酸鈉>乙酸鈉>檸檬酸鈉。以5mmo0/后，低濃度石灰石漿液的PH值比高濃度石灰石漿液PH低,提高L已二酸鈉為例,溶液中因為有已二酸的生成,使溶液PH緩沖能了固液界面上的H+濃度,提高了H+的傳質(zhì)推動(dòng)力,加快了H+力加強,有利于CaCO,的溶解。鹽酸滴定量小于0.75mL時(shí),有機的傳質(zhì)速率，同時(shí)由于反應面向石灰石表面移動(dòng)，減小了的傳質(zhì).酸鹽緩沖作用不明顯，當鹽酸滴定量為1.25mL 時(shí)，5mmo/L 己二距離,加快了的傳質(zhì)速率,從而加快了石灰石的溶解速率。酸鈉存在的漿液體系，其PH為4.35,較空白實(shí)驗漿液PH,提高2.2添加劑對漿液pH的緩沖性能實(shí)驗了近3個(gè)單位,緩沖作用較好。研究表明,在石灰石-石膏WFGD系統中加入添加劑可以緩實(shí)驗選取濃度為5mmol/L乙酸鈉、已二酸鈉和檸檬酸鈉三種2)硫酸滴定解漿液PH的降低,促進(jìn)CaC0,的溶解，從而提高脫硫率和脫硫有機酸鹽溶液,在濃度為2%的石灰石(過(guò)300日分子篩)漿液中，劑的利用率。采用鹽酸和硫酸滴定含有添加劑的石灰石漿液的方每15分鐘用移液管移取0.2mL(1 : 10)硫酸，記錄PH值。圖2法，模擬WFGD中吸收SO,的過(guò)程，比較幾種有機酸鹽對漿液pH波動(dòng)的緩沖性能,從而優(yōu)選較好的添加劑。由圖表可知,對于5mmo0/L添加劑,有機酸鹽對漿液pH緩1)鹽酸滴定沖性能由大到小次序是:己二酸鈉>檸檬酸鈉>乙酸鈉。硫酸滴Smmol/L添 加劑緩沖性能◆空定量小于1.6mL時(shí)，有機酸鹽緩沖作用不明顯，當硫酸滴定量為2mL.時(shí)，5mmol/L乙酸鈉、己二酸鈉和檸檬酸鈉存在的漿液體系,- +已二酸PH分別為4.47, 5.44 和4.93,較空白實(shí)驗漿液PH,分別提高了- *檸檬酸鈉2.4，3.4和2.9個(gè)單位。對于己二酸鈉,繼續添加硫酸至2.6ml,仍能保持PH在3.5以上，可見(jiàn)已二酸鈉的緩沖作用更好。同時(shí),為了驗證硫酸溶解石灰石生成的石膏附著(zhù)在石灰石表面阻礙其溶解的現象不存在,實(shí)驗采用EDTA滴定法測定Ca2*溶0.51.出量,對于緩沖效果較好的己二酸鈉和檸檬酸鈉存在的石灰石漿1: 1鹽酸加入量/mL液體系中，Ca2+ 溶出量分別是22.08mmol/L和22.26mmol/Lo圖1鹽酸滴定時(shí)添加劑的緩沖性能3結論通過(guò)添加劑對石灰石漿液的促溶實(shí)驗及對漿液PH的緩沖性mo/L添加劑緩沖性能能實(shí)驗比較,檸檬酸和己二酸的促溶作用較好,而乙酸促溶效果◆空白不明顯。實(shí)驗還表明，已二酸具有水溶性、低揮發(fā)、化學(xué)穩定和12十乙酸鈉10-★己二酸無(wú)毒等優(yōu)點(diǎn),且市場(chǎng)供應充足、成本低,在有機酸中是最佳選擇。而己.二酸鈉的緩沖作用較乙酸鈉和檸檬酸鈉更突出。參考文獻[1]孫文壽，吳忠標，譚天恩旋流板塔鎂強化石灰脫硫過(guò)程研究[J].環(huán)境科學(xué)，2001， 22(3): 104-107.1: 10硫酸加入量/mL[2]孫文壽，吳忠標，李?lèi)?，?添加劑強化石灰石/石灰FCD .圖2硫酸滴定時(shí)添加劑的緩沖性能過(guò)程的某些漿料特性[J].環(huán)境科學(xué)研究，2003， 16(4): 50-53.↑↑(上接第115頁(yè))主要集中于國外研究,國內鮮有報道。但涉及的領(lǐng)域基本覆蓋了了很大的進(jìn)展。隨著(zhù)激光技術(shù)的發(fā)展和檢測裝置的改進(jìn),拉曼光石油化工各領(lǐng)域見(jiàn)表--,包括烴族組成分析、燃料質(zhì)量指標檢測、譜技術(shù)在當代工業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)研究中必將得到越來(lái)越廣泛的應用。輸油管線(xiàn)油品混油監控和油品在線(xiàn)調和。3.5拉曼光譜技術(shù)在物證鑒定中的應用拉曼光譜技術(shù)無(wú)損樣品的優(yōu)越性使其可廣泛應用于各類(lèi)理化參考文獻.[1]張延會(huì )，吳良平，孫真榮.拉曼光譜技術(shù)應用進(jìn)展[J].化物證的鑒定中。目前.國內相關(guān)報道主要集中在利用顯微拉曼光譜學(xué)教學(xué)，2006， 4: 32-35.技術(shù)分析油墨、紙張、爆炸物、射擊殘留物、纖維、玻璃、泥土、[2]陳寧等.拉曼光譜技術(shù)及其在物證鑒定中的應用[J].中國涂料以及汽油、化妝品等。DNA是生物遺傳信息的載體,是生物遺傳的物質(zhì)基礎。隨著(zhù)[3]曾祥志等.拉曼光譜在考古研究中的應用[J].贛南師范學(xué)細胞研究工作的深人,許多問(wèn)題更需要在分子水平上去研究。藥物、院學(xué)報，2008， 6: 32-33.溫度、紫外線(xiàn)、酸度、γ射線(xiàn)等對DNA的損傷和影響,通過(guò)對作[4]鄧利，黎良財.拉曼光譜技術(shù).在林業(yè)中的應用[J].中國科用前后的拉曼光譜分析,可以獲知DNA的脫氧核糖、堿基和整個(gè)技信息，2008， 15.骨架的轉動(dòng)和振動(dòng)以及空間構型變化等重要信息。4結論[5]田高友。拉曼中國煤化工展[1].現代科學(xué)儀器.2009，4拉曼光譜技術(shù)已廣泛應用于醫藥、文物、寶石鑒定和法庭科[6)陳寧， 等..YHCNMHG應用[].中學(xué)等領(lǐng)域。近年來(lái)該技術(shù)在細胞和組織的癌變方面的檢測也取得國人民公安大學(xué)學(xué)報;自然科學(xué)版.2009，2: 2-3.《科技傳播》201010(下106