您好,欢迎来到小奈知识网。
搜索
您的当前位置:首页“白泥”的活性分析及在湿法脱硫系统中的应用

“白泥”的活性分析及在湿法脱硫系统中的应用

来源:小奈知识网
第24卷第3期 广东电力 VO1.24 NO.3 2011年3月 GUANGDoNG ELECTRIC POWER Mar.2011 “白泥’’的活性分析及在湿法脱硫系统中的应用 王雨嘉 ,廖永进。 (1.广州粤能电力科技开发有限公司,广东广州510600;2.广东电网公司电力科学研究院,广东广州510080) 摘要:在分析纯碱厂生产废渣、新型湿法脱硫剂——“白泥”的化学成分的基础上,首次尝试测试“白泥”脱硫反 应的活性。实验室与现场试验结果表明,“白泥”作为湿法脱硫系统的脱硫剂完全可行,并针对其成分与物理性质 特点,以及活性MgO含量对脱硫活性反应的促进作用,提出了测试“白泥”脱硫活性的修正方案。 关键词:脱硫剂“白泥”;湿法脱硫;脱硫活性 中图分类号:TM621.8;X701.3 文献标志码:B 文章编号:1007—29Ox(2O11)03-0026—03 Activity Analysis of Soda-residue and Its Application in Wet Desulfurization System WANG Yu-jia .LIAO Yong-jin。 (1.Guangzhou Yueneng Power Technology Development Co.,Ltd.,Guangzhou,Guangdong 5 1 0600,China;2.Electric Power Research Institute of Guangdong Power Grid Corporation,Guangzhou,Guangdong 510080,China) Abstract:On the basis of analyzing chemical constituents of waste residue from soda plants and the new・type wet desulfurizer--soda residue,activity of soda residue desulfurization is tried to be tested for the first time.The results from lab tests and field test indicate that the soda residue can be used as desulfurizer in wet desulfurization system.Furthermore,a modified plan for test of desulfurization activity of soda residue is proposed in the light of constituents of soda residue, characteristics of its physical properties and promoting effect of active MgO on desulfurization activity. Key words:soda residue;wet desulfurization;desulfurization activity 石灰石一石膏湿法脱硫是一种可靠性高的脱硫 仍是因地制宜,筑坝存渣,清液溢流;填海造地, 工艺,在我国火电厂脱硫系统中应用广泛。截至 改良土壤;填充矿井等_2]。若能将“白泥”作为湿法 2009年底,我国300 Mw及以上等级的火电厂 脱硫系统的脱硫剂,则可实现以废制废,实现企业 90%以上都采用石灰石一石膏湿法脱硫技术。根据 间的循环经济,大幅降低脱硫剂的费用。 对广东省13个已投运的石灰石一石膏湿法脱硫工 为促进“白泥”在电厂烟气脱硫中的应用研究, 程的调查研究,石灰石的费用是石灰石一石膏湿法 本文对“白泥”的化学成分与脱硫活性进行分析和测 工艺的一项主要成本,平均各工程每年的脱硫剂费 试,并对其反应性能测试方法进行了修正。 用超过1 300万元,约占脱硫装置总成本费用的 17%ll1]。因此,降低脱硫剂的成本对脱硫装置的经 1“白泥”化学成分分析 济运行有着重要意义。 在氨碱法生产纯碱的过程中,需要在 “自泥”是氨碱法纯碱厂生产废渣的俗称,其成 NaHCO3生产母液中添加石灰乳以分解NH cl, 分以碳酸钙为主。“白泥”的产量大,又具有较强的 进而回收NH 用于纯碱生产。石灰乳由石灰石煅 碱性,其处理问题一直是纯碱行业的世界性难题。 烧后加水搅拌产生,反应过程中生成的CaCO。沉 国内外对氨碱法纯碱厂“白泥”的治理方法,原则上 淀和部分未反应的CaO、CaCO,以及其他杂质构 成了“白泥”。 收稿日期:201O-1O-24 第3期 王雨嘉,等:“白泥’’的活性分析及在湿法脱硫系统中的应用 1.1 物相分析 从表2可以看出,“白泥”的含水率较高,达 采用x粉末衍射技术对“白泥”样品进行物相 40%。在“白泥”的固体干燥基中,CaCO 的质量 分数最大,为60%;其次是CaSO 、MgO,质量 分析,使用的仪器为日本理学D.MAx 2200 VPC 型x射线衍射仪。 使用时,将已干燥的“白泥”样品用研钵研磨成 10 m左右的细粉末,均匀平铺于试样填充区并压 实,将样品槽放置于x射线光路中。设定仪器参 数对样品进行扫描,收集10。~65。之间的数据。 将样品信号分别与标准卡片中的数据进行比 对,判定“白泥”样品中质量分数小于3%的物相有 CaCO3、CaSO4、MgO。 “白泥”样品的x射线粉末衍射曲线如图1所示。 骥 接 姥 -j. ‘L.. uL..U..1. 26/(。) 图1 “白泥”样品x射线粉末衍射图 1.2化学成分分析 基于物相分析的结果,结合碱厂生产工艺流程 与“白泥”的生成过程,推测其化学成分,并设计 “白泥”的化学分析方案,分析方法见表1。 表1 “白泥”样品各成分分析方法 测试内容 分析方法 测试内容 分析方法 物相 x射线粉末衍射 Cl一 银容量法 水分 重量法 全钙、全镁 EDTA滴定法 全碳酸盐 NaOH容量法 盐酸不溶物 重量法 CaSO4 BaSO4重量法 铁铝氧化物 重量法 各碱厂的“白泥”成分基本相似,表2为本次试 验中“白泥”样品的化学成分及其质量分数。 表2“白泥”样品的化学成分及其质量分数 % “白泥”的化学成分(干基)及其质量分数 样品含水率—— CaCO3 CaSO4 MgO盐酸不溶物铁铝氧化物Cl 1 45.15 60.01 19.76 5.13 1.25 2.77 8.08 2 39.38 63.16 19.01 5 78 1.30 2.41 7.60 分数分别为20%和5%;“白泥”中Cl一的质量分数 为8%。一般碱厂“白泥”的pH值为10~12,属高 碱性物质。 2 “白泥”反应活性分析 2.1 “白泥”脱硫反应活性分析 2.1.1 脱硫剂石灰石活性分析的试验方法 目前,脱硫剂石灰石活性试验方法有以下2 种: a)方法 在恒定的pH值下,保持温度与搅 拌速率不变,向浆液中滴定酸,考察石灰石溶解的 速率,具体参见DL/T 943--2005《烟气湿法脱硫 用石灰石粉反应速率的测定标准》。 b)方法2。保持温度与搅拌速率恒定,以恒 定速率向石灰石浆液中加入硫酸,绘制浆液pH值 随时间变化的下降曲线,比较标准石灰石样的pH. t曲线来判定石灰石活性的好坏。 因方法1采用石灰石转化分数达到0.8所需的 时间指标来表征石灰石的脱硫活性,没有给出石灰 石粉好坏的判定标准。对于“白泥”来说,目前没有 相关数据作为标准进行比较,因此采用国际上通行 的方法2对“白泥”的脱硫活性进行分析。 2.1.2脱硫剂石灰石活性分析的试验步骤 试验过程中,维持搅拌速率600 r/min,反应 温度60℃,采用0.500 mol/L的H SO 溶液持续 加入400 mL“白泥”溶液中(内含5.0 g CaCO,的干 燥“白泥”固体),并绘制pH t相关曲线。在滴加 硫酸的过程中,一定时间内溶液pH值维持得越 高,石灰石的活性就越强。一般要求30 rain时溶 液的pH值大于5.0。“白泥”样品的反应活性试验 结果如图2所示。 图2是选用2个电厂脱硫剂石灰石的数据与 “白泥”对比,实验数据证实“白泥”样品1、样品2 在30 min时的pH值均维持在5.7,活性明显高于 同等反应条件下含等量CaCO 的石灰石样品(pH 值分别是4.9和5.2)。 2.1.3脱硫剂石灰石活性试验结果分析 “白泥”的反应活性明显高于电厂脱硫剂石灰石 的原因有以下2点: 广东电力 第24卷 1O 9 8 7 j四6 翟5 4 3 2 1 图2 “白泥”活性试验结果 a)“白泥”颗粒的粒径小,其中62.8%的“白 泥”粒径小于25.3 tam;86.5%的“白泥”粒径小于 43.2 m_2],粒径小于现行石灰石~石膏法烟气脱 硫剂石灰石的粒径(一般为45 m)。“白泥”的粒度 细,比表面积大,具有胶体性质,在应用于脱硫吸 附剂时,物理特性优于石灰石。 b)“白泥”中MgO带来的碱度提高了反应活 性。需要说明:Mg的存在对“白泥”和石灰石脱硫 活性的影响有很大区别。石灰石中的MgCO。相当 部分是不溶的白云石,它的存在对石灰石的脱硫活 性产生负面影响,而“白泥”作为化工副产品,其中 不存在不溶性的矿物化学元素Mg,因此MgO带 来的碱度对“白泥”的脱硫活性产生促进作用。相关 文献报道,可溶性物质MgO作为添加剂可大幅提 高石灰石脱硫的活性,当MgO的加人量为石灰石 重量的20%时,其耗酸量是不加MgO的1.53 倍 。 2.2对分析方法的修正(所涉及的均为“白泥”样品 干燥基的质量分数) 上述方法在计算“白泥”样品质量时,只考虑样 品中CaCO。的质量分数,未将MgO物质列入考 虑,但鉴于“白泥”样品中存在的活性物MgO对脱 硫活性的促进作用较大,获得的实验结果高于真实 值。因此,为使本次实验得到的反应活性数据更接 近真实情况,“白泥”中的MgO的质量分数应该列 入考虑以减少实验样品的称量。“白泥”中CaCO, 的有效质量分数可重新计算。 经过修正之后得到的“白泥”活性实验结果如图 3所示。在30 min时,“白泥”样品的pH值分别维 持在5.3和5.5,此结果与修正前的数据相比略有 降低,但依然高于进行对比的2个电厂脱硫石灰石 样品(pH值分别是4.9和5.2),也更接近“白泥” 的真实活性。 8 7 6 鼍 j型5 毫4 3 2 1 时间/rr/n 时间/n'in (a)“白泥”样品1 (b)“白泥”样品2 图3修、正前后的“白泥”样品活性曲线b 较 3现场试验情况简介 将“白泥”作为脱硫剂应用于660 Mw火电机 组烟气脱硫系统,现场试验数据证实,由于在粒径 和碱性方面的优势,“白泥”的活性较好,脱硫能力 要好于石灰石。主要表现在以下3个方面 ]: a)快速提升系统pH值和脱硫率。“白泥”浆 液加入后约5 min,吸收塔浆液的pH值就可上升 0.7左右,脱硫率提高3%~4%。 b)与石灰石相比,在运行条件(吸收塔浆液 pH值、煤质、循环泵运行状况等)基本相同的情 况下,“白泥”运行工况的脱硫率升高1%~2%。 c)“白泥”对脱硫能力的提升,可以增强脱硫 系统对燃煤含硫量的适应性。 4结束语 a)对纯碱厂生产废渣、新型湿法脱硫剂—— “白泥”进行物相分析与化学成分分析,明确样品中 活性成分CaCO。、MgO的质量分数较高。 b)对“自泥”的脱硫反应活性进行测试,实验 结果显示,由于“白泥”粒径较小及含有活性物质 MgO成分的特点,“白泥”与目前电厂采用的活性 最佳的脱硫剂石灰石活性相当。 c)鉴于“白泥”中活性物质MgO对脱硫反应所 起的促进作用,在活性测试过程中对测试方法进行 修正,使实验结果更接近真实活性。 d)“白泥”应用于湿法脱硫系统,不仅大幅降低 电厂脱硫、运行成本,又可解决碱渣堆放所引起的 占用土地和污染环境的问题,实现了综合治理、以 废治废和改善环境的目的,具有广阔的应用前景。 (下转第37页) 第3期 金格,等:考虑主蒸汽压力模型的1 000 Mw级汽轮机组一次调频特性研究 37 参考文献: [1]汤涌,h广全,侯俊贤,等.PSD.BPA暂态稳定程序用户手 _0 册r-K].北京:中国电力科学研究院,2010. TANG Yong,BU Guang-quan,HoU Jun-xian,et a1.User Manual of PSD—BPA Transient Stability ProgramEK].Beijing: 一0 China Electric Power Research Institute。201O. 时间/s I-2]陈亮,陈慧坤 广东电网发电机组一次调频性能分析[J].广 东电力,2008,21(8):8—12. CHEN Liang,CHEN Hui-kun.Analysis on Primary Frequency Regulation of Generator Units in Guangdong Power System 图13 并网状态下发2%减负荷指令时电网频率变化趋势 实现。在目前电网使用的电力系统稳定性计算软件 中,汽轮机调节系统模型多为经典模型,计算结果 与实测数据有较大出入,无法满足电网稳定性计算 的需要。因此分析目前常用汽轮机组调节系统及汽 轮机动态仿真模型,与实测数据比较并发现其不 [J].Guangdong Electric Power,2008,21(8):8-12. [3]田云峰,郭嘉阳,刘永奇用于电网稳定性计算的再热凝汽式 汽轮机数学模型[J].华北电力技术,2004(11):33—36,46. TIAN Yun-feng,GUO Jia—yang,LIU Yong-qi.Reheat Con・ densing Steam Turbine Mathematical Model Used for Compu— 足,改进并提高模型计算精度,有着极其重要的现 实意义。本文通过对某1 000 Mw级汽轮机组调节 irng Power Grid Stability EJ].North China Electric Power, 2004(11):33—36,46. [4]张镇一,戴义平.中间再热机组数学模型的改进[J].机械工 程学报,1987,23(2):19—25. ZHANG Zhen yi,DAI Yi-ping.Improvement of Interme- 系统实测数据的分析,指出经典模型与实测数据相 比误差较大,通过增加主蒸汽压力及流量模型,使 得仿真结果与实测数据吻合良好,大大增加了仿真 结果的可靠性。 diate Reheat Steam Turbine EJ].Chinese Journal of Meeha. nical Engineering,1987,23(2):19-25. [5]SULLIVAN J 0,POWER M,FLY M,et a1.Modeling of 为了进一步考察某1 000 Mw汽轮机组的动 态特性,通过假设机组处于孤网运行状态,分析 Frequency Control in an Island Systerm[C]//IEEE Power Engineering Society 1 999 Winter Meeting.[s.1.]:[s.n.], 1999. 当电网负荷降低以及发电厂输出功率指令降低 时,整个孤立电网的动态特性,以此考察该机组 调节系统的快速性与稳定性。该结果不仅对分析 r6]SHORT J A,INFIELD D G,FRERIS L L.Stabilization of Grid Frequency Through Dynamic Demand Control[J].IEEE Transactions on Power Systerms,2007,22(3):1284—1293. 汽轮机组调节特性有重要作用,而且为进一步研 究联网状态下汽轮机组实际调节能力提供了理论 依据。 (上接第28页) 参考文献: [1]廖永进,王力,骆文波,等.火电厂烟气脱硫装置成本费用的 作者简介:金格(1982一),男,湖北广水人。工程师,工学硕士 主要从事电厂调速系统测试与仿真工作。 影响研究[J].环境工程学报,2007,12(1):110—113. LIU Yi,DU Yun—gui,YANG Jian,et a1.Study on Influe— nces of Impurities in Limestone on Its Desulfurization Reac- tivity[J].Chinese Journal of Environmental Engineering, 2007,12(1):110-113. 研究EJ].电力建设,2007,28(4):82—86. LIAO Yong-jin,WANG Li,LUG Wen-bo,et a1.Cost Research [4]廖永进,王雨嘉,方健.白泥作为湿法脱硫系统脱硫剂的可行 性研究[J].电机工程学报,2009(增刊1):161—163. LIAO Yong-jin,WANG Yu—jia,FANG Jian.The Feasibility Research of White Mud in Wet Flue Gas DesulfurizatiOn in of Thermal Power Plant FGD System[J].Electric Power Construction,2007,28(4):82—86. [2]楚宪峰,丁甫军,田建茹,等.黄岛发电厂白泥海水脱硫的应 用研究__J].环境科学研究,2008,21(6):76—79. CHU Xian—feng。DING Fu-ju,TIAN Jian—ru,et al Research on DesuIphurization via Soda—Residue and Sea—Water Teehno- Power Plants[J].Proceedings of the CSEE,2009(s1):161— 16 logy in Huangdao Power Plant[J ̄.Research of Environmental Science,2008,21(6):76—79. 作者简介:王雨嘉(I986 ),女,江苏苏州人。助理工程师,理 学硕士,主要从事与脱硫、脱硝相的工作。 [3]刘艺,杜云贵,杨剑,等.石灰石中微量杂质对其脱硫活性的 

因篇幅问题不能全部显示,请点此查看更多更全内容

Copyright © 2019- huatuo3.com 版权所有 蜀ICP备2023022190号-1

违法及侵权请联系:TEL:199 1889 7713 E-MAIL:2724546146@qq.com

本站由北京市万商天勤律师事务所王兴未律师提供法律服务