一種用于氧化單質(zhì)汞、脫除HCl的復(fù)合脫硫劑及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于脫除煙氣中的S0x、HCl、單質(zhì)汞的脫硫劑，具體涉及一種用于氧化單質(zhì)汞、脫除HCl的復(fù)合脫硫劑及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]以煤、石油為燃料的鍋爐或火力發(fā)電廠每年排放大量煙氣。這些煙氣含有SOx、NOx, HCl和HF等有害物質(zhì)，其中硫氧化物包括SOjP SO 3，它們是形成酸雨的主要物質(zhì)。
[0003]隨著我國(guó)工業(yè)的發(fā)展，工業(yè)煙氣中的二氧化硫排放日益嚴(yán)重，二氧化硫?qū)Νh(huán)境和人體造成的損害逐漸被國(guó)家和社會(huì)重視，因此多種煙氣脫硫工藝技術(shù)便應(yīng)運(yùn)而生，這些技術(shù)不管是從國(guó)外引進(jìn)，還是自主研發(fā)，按其操作特點(diǎn)或使用脫硫劑的類型均可分為濕法、半干法和干法脫硫技術(shù)三種。其中濕法煙氣脫硫因其操作安全，脫硫效率高等特點(diǎn)，占煙氣脫硫工藝的主導(dǎo)地位。
[0004]傳統(tǒng)的濕法脫硫工藝中，主要采用石灰石-石膏脫硫法，其工作原理是用石灰石或石灰石漿液作為吸收劑，吸收煙氣中的S02，生成亞硫酸鈣，亞硫酸鈣在氧化塔內(nèi)被壓縮空氣氧化成硫酸鈣。干法和半干法脫硫劑的主要成分是生石灰和水配制成的乳狀脫硫劑(氫氧化鈣)，對(duì)煙氣進(jìn)行逆流或順流噴淋，生成石膏經(jīng)過除塵和固體回收就脫硫整體來說，干法和半干法脫硫效率很低，一般脫硫效率只能達(dá)到70 %左右。
[0005]脫硫劑按其來源大致可以分為天然產(chǎn)品(含堿性廢棄物)與化學(xué)制品兩類，天然產(chǎn)品包括石灰石、天然磷礦石、電石渣(廢料)等，化學(xué)制品包括石灰、消石灰、氧化鎂、氫氧化鈉、亞硫酸鈉、硫酸鈉、堿性硫酸鋁、氨水等。脫硫劑對(duì)流程還必須滿足一些條件，如脫硫劑可大量吸收煙氣中的SO2，而且還能用簡(jiǎn)單的方法回收或再生處理，此外尚需具備一些良好的化學(xué)特性，如可使用性、無毒、低黏度、無腐蝕、熱穩(wěn)定、損耗低等。常用的幾種的脫硫劑有:媽基脫硫劑、納基脫硫劑、儀基脫硫劑、氣基脫硫劑等。
[0006]鈉堿法脫除SO2是一種高效的脫硫方法，具有反應(yīng)速率快、堿利用率高等優(yōu)勢(shì)，但由于鈉堿市場(chǎng)價(jià)格較高，導(dǎo)致脫硫成本增加，特別是長(zhǎng)期運(yùn)轉(zhuǎn)的脫硫成本較大。工業(yè)上NaHCOj^生產(chǎn)成本較高，故用NaHCO3脫硫的研究和應(yīng)用較少。中國(guó)內(nèi)蒙古自治區(qū)伊克昭盟等地具有豐富的天然堿礦藏，由天然堿制得的~&!10)3成本較低，甚至原礦可以直接應(yīng)用。
[0007]單純采用鈉堿脫硫劑運(yùn)行費(fèi)用太高，且脫硫產(chǎn)物不易處理，單純采用鈣基吸附劑，脫硫效率達(dá)不到要求，二者矛盾相互凸顯，鈉-鈣雙堿法煙氣脫硫可以解決上述矛盾。鈉基脫硫劑堿性強(qiáng)，與石灰石或石灰濕法脫硫工藝相比，鈉-鈣雙堿法煙氣脫硫技術(shù)有運(yùn)行可靠、操作費(fèi)用低、脫硫效率高等優(yōu)點(diǎn)。
[0008]脫硫效率較高的濕法脫硫系統(tǒng)較復(fù)雜，操作成本較高，而操作相對(duì)比較方便的傳統(tǒng)干法和半干法脫硫，其脫硫劑脫硫效率又比較低，因此尋找一種能高效脫硫的干法脫硫劑，對(duì)于減低需要脫硫行業(yè)的人工和成本投入具有重要的經(jīng)濟(jì)和環(huán)保意義。
[0009]吸附過程本身是個(gè)放熱過程，高溫對(duì)該過程是一個(gè)不利因素，也會(huì)導(dǎo)致脫硫效率的下降。如溫度對(duì)NaHCO3的脫硫過程影響較大，溫度低于150°C情況下的脫硫效果較好，當(dāng)溫度提高到300°C時(shí)，脫硫效率會(huì)顯著降低，無法滿足SO2的環(huán)保指標(biāo)。目前對(duì)燃煤煙氣條件下的單質(zhì)汞脫除的吸附劑或催化劑主要有飛灰、活性炭以及改性活性炭等碳基吸附劑等，它們的活性溫度窗口較窄，在中溫(300?420°C)下脫汞效率較低，無法用于該溫度區(qū)間的汞的脫除。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種用于氧化單質(zhì)汞、脫除HCl的復(fù)合脫硫劑及其制備方法，該復(fù)合脫硫劑能夠在中溫(300?420°C )下高效、穩(wěn)定地氧化單質(zhì)汞、脫除HC1、S02。
[0011]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案:
[0012]—種用于氧化單質(zhì)汞、脫除HCl的復(fù)合脫硫劑，按質(zhì)量百分比計(jì)，包括碳酸氫鹽15 ?30%, BaCO3 2 ?5%, KMnO4 0.5 ?2%, CeO2 0.5 ?2%，其余為 Ca(OH)20
[0013]優(yōu)選的，所述碳酸氫鹽為NaHCO3。
[0014]優(yōu)選的，按質(zhì)量百分比計(jì)，包括NaHCO3 20?30%,BaCO3 2?3%,KMnO4 I?2%，CeO2 I ?2%，其余為 Ca(OH)2。
[0015]—種用于氧化單質(zhì)汞、脫除HCl的復(fù)合脫硫劑的制備方法，先將氫氧化鈣、碳酸氫鈉、碳酸鋇、高錳酸鉀分別粉碎成粒度小于2mm的粉末，然后按照按質(zhì)量百分比計(jì)，將碳酸氫鹽 15 ?30%，BaCO3 2 ?5%，KMnO4 0.5 ?2%，CeO2 0.5 ?2%，其余為 Ca(OH)2混合均勻，得到用于氧化單質(zhì)汞、脫除HCl的復(fù)合脫硫劑。
[0016]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果:
[0017](I)本發(fā)明以碳酸氫鹽、Ca(OH)2為脫硫主劑，運(yùn)行可靠、脫硫效率高，避免了單純采用鈉堿脫硫劑運(yùn)行費(fèi)用太高，且脫硫產(chǎn)物不易處理，單純采用鈣基吸附劑，脫硫效率達(dá)不到要求的問題。
[0018](2)本發(fā)明由于將BaCO3引入脫硫劑中，所以能夠促進(jìn)脫硫產(chǎn)物中形成硫酸鋇、硫酸鈣、亞硫酸鈣等低水溶性的物相，不影響灰渣的資源化利用，降低二次污染。
[0019](3)該復(fù)合脫硫劑的制備方法簡(jiǎn)單可行，實(shí)際的工程應(yīng)用中只需要一套給料和噴射系統(tǒng)就可以滿足脫硫、脫汞的需要。
[0020](4)本發(fā)明的復(fù)合脫硫劑具有較好的中溫脫硫效率，在300?420°C的溫度范圍內(nèi)，302脫除效率在95%以上，SO 3脫除效率在90%以上；單質(zhì)汞氧化效率可以達(dá)到80% -95% ；HC1的脫除效率可以達(dá)到90%以上。
[0021](5)通過復(fù)合脫硫劑對(duì)SO3的脫除能夠大幅降低煙氣的酸露點(diǎn)，減輕對(duì)下游設(shè)備的腐蝕和煙囪排煙出現(xiàn)藍(lán)煙的現(xiàn)象。
[0022]進(jìn)一步的，基于碳酸氫鹽為碳酸氫鈉，將BaCO3引入脫硫劑中組成鈣-鈉-鋇基復(fù)合脫硫劑，可提高鈣-鈉基復(fù)合脫硫劑在300?420°C的溫度范圍內(nèi)的脫硫速率和穩(wěn)定性。
[0023]進(jìn)一步的，本發(fā)明鈣基脫硫劑、鈉基脫硫劑與活性組分相結(jié)合，將BaC03、KMnO4,&02作為活性組分引入到脫硫劑中，活性組分可提高脫硫劑的脫硫反應(yīng)速率，降低反應(yīng)活化能，對(duì)脫硫反應(yīng)有較好的催化作用。同時(shí)，促使脫硫產(chǎn)物中形成穩(wěn)定的含硫物相，從根本上解決了在中溫(300?420°C )下HC1、SO2, 303脫除效率不高、脫硫產(chǎn)物會(huì)造成二次污染的問題。
【具體實(shí)施方式】
[0024]下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0025]實(shí)施例1
[0026]本發(fā)明的復(fù)合脫硫劑，按質(zhì)量百分比計(jì)，包括碳酸氫鹽15%，BaCO3 3%, KMnO4I %, CeO2 2%，其余為 Ca (OH) 2。
[0027]實(shí)施例2
[0028]本發(fā)明的復(fù)合脫硫劑，按質(zhì)量百分比計(jì)，包括碳酸氫鹽20%，BaCO3 2%, KMnO4
0.5%, CeO2 1%，其余為 Ca(OH)2。
[0029]實(shí)施例3
[0030]本發(fā)明的復(fù)合脫硫劑，按質(zhì)量百分比計(jì)，包括碳酸氫鹽25%，BaCO3 5%, KMnO4
1.5%, CeO2 0.5%，其余為 Ca(OH)2。
[0031]實(shí)施例4
[0032]本發(fā)明的復(fù)合脫硫劑，按質(zhì)量百分比計(jì)，包括碳酸氫鹽30%，BaCO3 4%, KMnO42%, CeO2 1.5%，其余為 Ca(OH)