[发明专利]一种镁基烟气湿法脱硫催化剂

说明书

技术领域

本发明涉及一种脱硫催化剂，尤其是指一种镁基烟气湿法脱硫催化剂。

背景技术

烟气脱硫装置已经在全世界范围内的火力发电站广泛使用了,通过这个装置把烟气里的二氧化硫除去，减少其在大气里的排放。煤燃烧产生的烟气通过一个含有钙基或者镁基碱性吸收剂的吸收塔，烟气里的二氧化硫被碱性物质吸收而以固体的形式沉淀出来，净烟气从烟囱排放出来。

在烟气湿法脱硫工艺中，主要是利用碱性物质反复冲洗烟气来达到脱除烟气中二氧化硫的目的，常用的碱性物质包括钙基（例如石灰石、消石灰等）、镁基（例如氧化镁、碳酸镁等）、氨水、海水等等，这些碱性物质通过循环泵在吸收塔里和烟气反复接触，将气态的二氧化硫吸收于溶液之后与之反应生成固体物质而从溶液中排除。

氧化镁脱硫技术是一种成熟度仅次于钙法的脱硫工艺，氧化镁脱硫工艺在世界各地都有非常多的应用业绩。但在镁法脱硫中也存在着以下问题：氢氧化镁溶液是由氧化镁粉加热水熟化产生，或直接使用氢氧化镁，由于氧化镁粉不纯，并且氢氧化镁溶解度很低，就使得熟化后的浆液非常易于沉积，在吸收塔里的活性浓度相对偏低。在实际的生产中镁法脱硫效率并没有达到理论值，有时甚至只有80％的效率。此外，MgSO₃的氧化及脱水也存在问题，在pH值波动和氧化风机功率不足的情况下，MgSO₃的氧化不充分而引起脱水不完全。因此业内人士急需一种添加剂来解决该问题。

发明内容

基于现有技术的不足，本发明的主要目的在于提供一种脱硫催化剂或者增效剂，其可以提高脱硫元素镁离子的活性、浓度和传质，加快亚硫酸镁的氧化过程，从而使得二氧化硫的脱除率得以提高，达到减排节能的目的。

本发明提供了一种镁基烟气湿法脱硫催化剂，其可投入脱硫吸收塔内，促使脱硫介质镁基化合物更好地分散于脱硫浆液中，其包含有有机酸，有机酸钠盐和金属硫酸盐。

优选地，所述各组分的配比为：有机酸30－90份、有机酸钠盐10－30份、金属硫酸盐1－10份。所述有机酸中有机分子的pKa常数为2～7。

优选地，所述有机酸及钠盐包含有羧基，所述羧基其可选自有机羧酸，脂肪酸，有机二元酸，有机多元酸，以及各类石化或者煤炼制的酸及其钠盐。

优选地，所述有机酸及钠盐还可进一步包含有芳香基团或直链脂肪族基团。

优选地，所述有机羧酸及其钠盐选自以下分子：脂肪羧酸，芳香族羧酸，卤代羧酸，丙烯酸聚合物，丙烯酸－马来酸共聚物，乳酸，葡萄糖酸。所述有机酸及钠盐的分子量在100到2000之间，所述有机酸为单元酸或多元酸。金属硫酸盐中包含以下离子：过度金属离子，二价金属离子，碱土金属离子。

优选地，所述各组分的配比为：

己二酸80份、聚丙烯酸钠15份、硫酸锰5份，或

丁二酸60份、聚丙烯酸钠35份、硫酸铈5份，或

柠檬酸80份、乙酸钠15份、硫酸锰5份。

优选地，所述催化剂的使用浓度为200ppm到2000ppm，催化剂的用量与反应速度成正比例关系，考虑生产成本，催化剂的添加量与脱硫浆液之间的重量比例为0.03%～0.1%之间。

优选地，所述催化剂还可以适用于别的碱性脱硫浆液，其包含有氧化镁，氢氧化镁，碳酸镁，硅酸镁，碳酸氢镁，碳酸钙，亚硫酸钙，亚硫酸氢钙，亚硫酸镁，亚硫酸氢镁，硅酸镁，碳酸镁，碳酸氢镁，亚硫酸镁，亚硫酸氢镁，氧化铝，氢氧化铝，氧化铁。

与现有技术相比，本发明一种镁基烟气湿法脱硫催化剂，包含有有机酸，有机酸钠盐和金属硫酸盐，通过金属硫酸盐的金属离子，提高氧化的效率，该氧化催化剂的存在极大地加快了氧化过程，使得氧化风机的电流得以降低，保证了设备的可靠性。在脱硫吸收塔的脱硫浆液中，加入本发明镁基烟气湿法脱硫催化剂，可以提高脱硫元素镁离子的活性、浓度和传质，加快亚硫酸镁的氧化过程，从而使得二氧化硫的脱除率得以提高，达到减排节能的目的。

具体实施方式

本发明提供了一种镁基烟气湿法脱硫催化剂，其可投入脱硫吸收塔内，促使脱硫介质镁基化合物更好地分散于脱硫浆液中，包含有有机酸，有机酸钠盐和金属硫酸盐。其中，所述各组分的配比为：有机酸30－90份、有机酸钠盐10－30份、金属硫酸盐1－10份。

在脱硫工艺中，将所述脱硫催化剂投入脱硫吸收塔中，催化剂可以将脱硫介质镁基化合物更好地分散于脱硫浆液中，使得镁基化合物的活性浓度以及传质系数均得以提高。脱硫浆液与溶解于水中的二氧化硫反应生成亚硫酸镁，随后亚硫酸镁被强制氧化成硫酸镁。

脱硫过程用化学反应式表达如下：