[发明专利]烟道气脱硫设备失活现象的预防方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种预防在烟道气脱硫单元中发生失活现象的方法。 

背景技术

燃煤电厂具有用于处理烟道气的烟道气脱硫单元，以去除由锅炉中煤燃烧所产生的硫氧化物（SO_x）。已经提出各种类型的湿式或干式烟道气脱硫单元，但以往经常使用湿式煤-石膏法，这是因为可以使用廉价的石灰石作为脱硫剂并可以达到相对高的脱硫率（专利文献1）。 

煤-石膏法是通过使烟道气与含微粉化石灰石的浆液状态的吸收液进行气-液接触，以使吸收液可以吸收烟道气中所含的SO₂气体。然后，通过由下式1表示的反应，在吸收液中将SO₂固定为石膏，以除去硫氧化物。 

[式1] 

SO₂+CaCO₃+1/2O₂+H₂O→CaSO₄·2H₂O+CO₂

在煤-石膏法中，可以使用例如配备喷淋管道的反应器（喷射鼓泡反应器）有效地进行吸收液与烟道气之间的气-液接触。更具体地，所述反应器填充有吸收液，这样喷淋管道的前端浸没在其中，然后将烟道气从喷淋管道的前端排出到吸收液中。通过如此，烟道气在吸收液中作为微小气泡上升，在此期间在各气泡的界面处有效地进行吸收液与烟道气之间的气-液接触。 

由气-液接触吸收的硫氧化物被氧化成硫酸，同时被其中溶解石灰石的吸收液中和，从而产生石膏。从所述反应器提取含由此产生的石膏的浆料，输送到固-液分离装置如离心分离器，并分离成粒状石膏和液体成分。所分离出的液体成分的一部分返回到烟道气脱硫单元，剩下的被送到废水处理单元，并进一步处理。 

引用列表 

专利文献 

专利文献1：日本专利申请公开（JP-A）No.6-086910 

发明内容

发明解决的技术问题

燃煤锅炉的烟道气中不仅含有上述硫氧化物，还含有氮氧化物、灰分等。它们由设置在烟道气脱硫单元上游的脱硝单元和电收尘器移除，但灰分的一小部分通过这些脱硝单元和电收尘器，到达烟道气脱硫单元，并混入烟道气脱硫单元的吸收液中。混入吸收液中的灰分逐渐溶解，然后有时在石灰石表面上形成惰性膜（磷灰石），从而使作为脱硫剂的石灰石失活。 

发生上述的石灰石失活使脱硫性能劣化，因此，作为针对它的措施，进行调整吸收液的pH值和添加化学剂如Na⁺。然而，这些措施是在此类失活现象被证实之后采取的，因此存在由于采取行动延迟而显著降低脱硫性能的情况，或者由于没有采取适当行动而需要频繁的操作调整的情况。这些情况使脱硫单元的可靠性受损。 

一般来说，灰分主要包含氧化铝（Al₂O₃）或二氧化硅（SiO₂），除此之外还包含CaO、MgO、Na₂O、K₂O等。固体的溶出速率（elution rate）一般正比于固体的比表面积和固体中所含的可溶性材料的含量和扩散系数。因此，推测在一定程度上还可以从这些因素估计导致失活现象的Al的溶出速率。 

然而，当将烟煤和PRB煤燃烧之后剩余的灰分采样，并混合和溶于吸收液中时，尽管从这两种灰分的总Al含量和比表面积判断，认为它们具有基本上相同的溶解速率（dissolution rate）（在实验阶段，有时也称为“溶出速率（elution rate）”），但是却存在这两种灰分具有较大的溶解速率差的情况。可替代地，存在被认为比其它灰分具有更低溶解速率的灰分反而具有较高的溶解速率的情况。因此，本发明人认为，除了上述比表面积、可溶性材料含 量等之外，还存在对溶解度具有影响的因素，因而进行了广泛地研究。 

结果，已经发现溶解度不仅受灰分中总Al含量的影响，还受玻璃化率和玻璃的原子排列结构的影响，其中所述玻璃化率表示灰分中所含的矿物有多少是作为玻璃（非晶态）存在。此外，也已经发现，灰分信息如Al含量，可以有效地预测由在玻璃化率和玻璃的原子排列结构的影响下溶出的Al造成的失活现象，从而使得可以预防发生失活现象。这导致完成了本发明。 

用于解决问题的方案