[发明专利]一种抑制湿法钙基脱硫浆液中汞的还原及降低脱硫石膏中汞分配量的添加剂

说明书

技术领域

本发明涉及化工技术领域，具体涉及一种抑制WFGD浆液中汞的还原及降低脱硫石膏中汞分配量的添加剂。

背景技术

随着社会经济的快速发展，环境负担日益增大。汞是一种剧毒的重金属元素，在自然环境中其具有迁移性强，停留时间长和生物累积效应，会对人们的身体健康造成严重害。可以预见在不久的将来，Hg的排放标准将受到严格限制。美国率先在上世纪90年代开始重视汞的排放控制，并在2008年推翻美国环保署提出的CAMR(洁净空气汞排放条例)，提出更严格的汞排放政策。我国是汞人为排放最大的国家，在汞的控制上面临巨大的压力。2011年7月29日，环境保护部颁布了最新的《火电厂大气污染物排放标准(GB13223-2011)》，要求燃煤锅炉从2015年1月1日起将对汞及其化合物排放量控制在0.03mg/m³以下。

我国的烟气脱硫主要采用钙基湿法脱硫系统，利用现有脱硫装置可以有效的去氧化态的汞。湿法脱硫工艺(WFGD)可以将烟气中80％-95％的Hg²⁺除去，但对于Hg⁰的捕捉效果不显著。美国电力研究所(EPRJ)、能源部(DOE)和环保署(EPA)通过燃煤电厂现场测试，结果发现湿法脱硫工艺能有效脱除烟气中大量离子汞。对于安装湿法FGD的燃煤电厂，不需要耗费成本能把大约90％的Hg²⁺除去，包括美国巴威公司(B&W)、雷迪国际公司(Radian International)、ANL和能源与环境研究中心等研究机构提交了对加强湿法FGD捕获汞的报告。

然而脱硫浆液是个还原体系，二价汞吸收后会被浆液中的还原物质(如S(IV))还原，使得总汞的吸收效率降低。一些现场测试表明由于浆液的还原作用，通过浆液的烟气中的零价汞浓度反而比进气高。有报道称在，在吸收液pH值为4.5-5.5之间时，钙基系统中有近70％的二价汞被还原。双碱法和氧化镁法也有近30％的还原量。因此有必要在浆液中添加添加剂抑制汞的还原。而吸收下来的汞有一部分会进入脱硫副产品如石膏中会对对后续副产品的品质产生影响。

发明内容

本发明提供了一种抑制湿法钙基脱硫浆液中汞的还原及降低脱硫石膏中汞分配量的添加剂，既可以提高烟气中总汞的吸收效率，减少液相汞还原造成的二次污染，又可保证脱硫石膏的品质。

一种抑制湿法钙基脱硫浆液中汞的还原及降低脱硫石膏中汞分配量的添加剂，其特征在于，所述添加剂由亚砜类有机物和水溶性盐混合而成，所述亚砜类有机物与水溶性盐的摩尔比为1∶0.01-1；所述水溶性盐为水溶性铝盐或水溶性铁盐。

亚砜类有机物含有还原性硫基团，还原性硫基团可与二价汞结合生成稳定的汞化合物(RSHg⁺)，这些物质能稳定的存在于脱硫石膏浆液中，从而抑制了汞的还原，使得汞在液相中稳定存在。

水溶性的铁盐或铝盐可以促进有机物含硫物质与汞的结合，进一步降低汞在脱硫石膏中的分配量，保证脱硫石膏的品质。

在典型的脱硫浆液条件下，Al³⁺和Fe³⁺水解方程式如下：

生成的Al(OH)₃与Fe(OH)₃具有很强的吸附能力，能与汞结合，稳定液相中的汞，从而降低汞进入脱硫石膏的量。但是其与汞的结合作用又弱于汞与含硫有机物中的相互作用。因此，在水溶性无机盐和亚砜类有机物的共同作用下，既能稳定液相中的汞，也有效地降低了石膏中汞的分配量。

铝离子和铁离子在浆液中的水解产物和亚砜类物质与汞的相互作的强弱不同，通过调节铝盐和铁盐与亚砜类有机物的配比，使得汞最大程度上存在于液相，既不被还原物质还原，也不被浆液中的颗粒物质吸附而进入固相，影响石膏的品质。

所述亚砜类有机物(R-S＝O-R′)选择低毒、廉价、常见的种类，作为优选，所述亚砜类有机物为二甲亚砜(DMSO)、丙硫咪唑亚砜、二苯基亚砜、三甲基卤化亚砜和氯化亚砜中的至少一种。

更优选，所述亚砜类有机物为二甲亚砜。

作为优选，所述水溶性铁盐为Fe₂(SO₄)₃和FeCl₃中的至少一种。

作为优选，所述水溶性铝盐为Al₂(SO₄)₃和AlCl₃中的至少一种。

更优选，所述水溶性铝盐为AlCl₃。