專利名稱:一種燃煤復合固硫劑的制作方法
技術領域:
本發明屬于鍋爐燃燒脫硫技術領域,具體涉及一種燃煤復合固硫劑。
背景技術:
我國是個以煤炭為主要能源的發展中國家,每年直接用于燃燒的煤炭達20億噸以上,由此產生煙塵、二氧化硫、氮氧化物、二氧化碳以及廢水、灰渣已對全球、區域、局部的大氣、水體和生態環境質量造成重大影響。在我國已在局部地區造成了酸雨,嚴重危害著生態環境。而且粉煤灰年排放量已超過2億噸,其中僅有不足30%得到綜合利用,粉煤灰的
大量排放嚴重污染了環境。同時,在其他行業的經濟發展中,也有大量的廢棄物排出,利用率比較低。我國為了控制污染物的排放,出臺了多項法規、規劃、標準、政策,開始用經濟手段代替行政手段來限制排放實現清潔生產的目的。同時還出臺了鼓勵廢物循環再利用的政
策o 本技術主要用于煤燃燒過程中二氧化硫的控制。目前國內外應用于工業生產的煙氣脫硫方法比較多,總體上可以分為三類及濕法、半干法、和干法。第一類是以脫硫吸收劑水溶液洗滌煙氣的濕法煙氣脫硫;第二類是在除塵器前煙道中進行的活化脫硫劑脫硫的半干法;第三類是直接在燃煤中摻固硫劑的干法煙氣脫硫。濕法煙氣脫硫的脫硫效率比較高,適用范圍廣,但系統復雜,設備投資和運行費用高,要求的運行管理水平高,而且產生的脫硫產物以及洗滌水容易形成二次污染,即使在發達國家推廣應用也存在著一定困難。噴霧干燥半干法煙氣脫硫一次投資及運行費用與濕法比較有所降低,但旋轉霧化噴頭等關鍵設備技術要求高,灰漿系統比較復雜,且增加了除塵器的負擔,并影響了灰的綜合利用,實際運行成本仍然較高。與上述兩種脫硫方法相比,在燃煤中摻用工業廢渣制成的固硫劑的干法煙氣脫硫技術具有一次投資少,運行成本低,系統簡單,操作容易等優點,這種以廢治廢、循環經濟的技術在國內外被認為有廣闊發展前景的脫硫技術。 國內外對燃煤污染的治理,效果均不理想,單項治理技術易形成二次污染,運行費用高,投資難以回收,更難創造新效益。
發明內容
本發明的目的在于克服現有技術存在的上述缺點,提供一種燃煤復合固硫劑。本發明的目的是通過以下技術方案實現的本發明的燃煤復合固硫劑,由下述重量配比的原料制成
CaO 40 70重量份 Si02
A1203 5 15重量份 Fe203
BaS 0. 5 1重量份 BaC03
Zn 0. 1 1. 5重量份 Cu
As 0. 05 0. 1重量份 Pb
CaF2 1 5重量份 MgO
5
10重量份3 5重量份0. 5 1重量份0. 02 0. 05重:o. oi o. 05重:
0. 05 0. 2重量
〖份〖份
份
Ti02 0 . 5 1. 0重量份 K20Na20 0. 1 1. 0重量份 Ag本發明的燃煤復合固硫劑優選由下述重:
CaOA1ABaSZnAsCaF2
TiO。 0. 5
50
60重量份8 12重量份0. 6 1重量份0. 1 1. 0重i0. 05 0. 1重2 3重量份1. 0重量份
份
t份
Na20 0. 1 0. 8重量份
Si02Fe203BaC03CuPbMgOK20 0. 5 Ag0. 04 -
本發明的燃煤復合固硫劑最好由下述重:
CaO 50重量份 Si02
A1203 12重量份 Fe203
BaS 0.6重量份 BaC03
Zn 0. 5重量份 Cu
As 0.08重量份 Pb
CaF2 3重量份 MgO
Ti02 0 . 5重量份 K20
Na20 0. 1重量份 Ag
0. 5 1. 0重量份0. 04 0. 06重量份i配比的原料制成6 8重量份4 5重量份0. 5 1重量份0. 02 0. 05重量0. 01 0. 05重量0. 05 0. 2重1. 0重量份- 0. 06重量份。
i配比的原料制成
份份
份
l份份
0. 6重量0. 04重』0. 04重』0. 15重J0. 6重
i份量份量份隨份
0. 06重量份。
本發明的固硫劑脫硫及灰渣改性原理如下在電站鍋爐燃煤中加入適量的固硫
劑,煤與脫硫劑在進入爐膛前要保證充分混合,當其混合物進入爐膛燃燒后,煤燃燒過程中
產生的S02及S03開始和脫硫劑中的化學物質進行固相反應,其反應主要分為四個區域和時段第一個區域是煤與脫硫劑中較大的顆粒混合物在硫化床上的反應,其反應溫度控制在850°C至950°C之間,主要生成物控制為CaS04,由于在其表面同時生成了 一種由微量元素構成的礦化物,可以有效防止其熱解;第二區域是在濃相區以及物料循環區的反應,其反應溫度控制在95(TC至IOO(TC之間,其反應物的顆粒多為毫米級,生成物主要是CaS04和硫鋁酸鈣的混合物;第三個區域是在稀相區域的反應,反應顆粒主要為微米級及以下,反應溫度在98(TC至120(TC之間,(在煤粉爐中使用時,爐膛燃燒最高溫度可達到140(TC左右,其生成物中主要有不易分解的含鋇硫鋁酸鹽,可以高溫脫硫)其生成物主要是硫鋁酸鈣、鐵鋁酸鈣、硅酸三鈣、硅酸四鈣等礦物;第四個區域是爐膛出口到煙道出口,反應顆粒均為可被除塵器收集的粉煤灰顆粒,反應溫度由一千多度將為一百多度,期間沒有完全反應、殘余的S02和S03由于煙氣中的自然濕度而活性增大,再與脫硫劑中未充分反應的CaO反應,生成CaS03和CaS04,通過以上四個區域和時段的反應,煙氣中的S02基本上被完全除去,期間的生成物有利于綜合利用,脫硫的同時完成了對灰渣的改性。 本發明以燃煤鍋爐為載體,燃煤加固硫劑通過均勻混合后進入爐內,通過固相反應,實現了高溫下的固相反應最佳工藝條件,既完成了固硫,使大部分煤灰形成改性灰,利用了再生資源,減少了礦山的開采,又利用形成改性灰的放熱反應的再生能源,強化了燃燒,降低了殘碳和CO,實現了節煤,完全不影響供熱發電,上述功能在爐內一起完成。
本發明的有益效果具體體現在以下幾個方面 (1)減少S02的排放,減少了大氣污染,也減少了酸雨的形成條件。
(2)由于將粉煤灰、渣轉化為了改性灰,可以實現灰的綜合利用,發展循環經濟。
(3)粉煤灰、渣轉的綜合利用,可以減少灰渣堆場的堆放量,減少了灰渣的飛揚,減
少了揚塵污染。 (4)本發明的固硫劑可以采用電石渣、赤泥、鋅渣、等工業廢料作為主要成分,不但降低了生產成本,同時也減少了其他廢渣對生態環境的污染。 (5)節煤,減少能源的消耗。當本發明的固硫劑參加燃燒時,逐步分解成多種氧化劑和催化劑,促進煤中碳粒的燃盡,同時由于形成礦相的反應為放熱反應,不但不多耗熱,而且可降低殘碳和C0,因此可提高鍋爐效率1. 5%,節煤5%左右。
(6)燃燒過程中加入本發明的固硫劑,由于生成的溫度和工藝條件完全可控,并使
得生成物的溫度低于灰的熔點溫度,從而可以有效防止鍋爐結焦。
(7)設備投資是其他工藝脫硫投資的三分之一左右,可大大降低脫硫成本。
具體實施例方式
下面結合實施例對本發明作詳細說明,但并不以任何方式限制本發明。實施例1
燃煤復合固硫劑由下述重量配比的原料制成
Ca0
A1203
BaS
Zn
As
CaF2
Ti02
Na20
40重量份15重量份0. 5重量份0. 1重量份0. 1重量份2重量份0. 6重量份0. 5重量份
Si02
Fe203
BaC03
Cu
Pb
MgO
K20
Ag
t份4重量份0. 5重J0. 05重0. 05重0. 2重J0. 5重J0. 04重
份
t份t份份份亂
將上述配料粉碎、過100目篩后混合均勻即得成f實施例2
燃煤復合固硫劑由下述重量配比的原料制成
CaO 50重量份 Si02
A1203 12重量份 Fe203
BaS 0.6重量份 BaC03
Zn 0. 5重量份 Cu
As 0.08重量份 Pb
CaF23重量份 MgO
Ti020 . 5重量份 K20
Na20 0. 1重量份 Ag將上述配料粉碎、過100目篩后混合均勻即得成f實施例3
l:份
份
0. 6重量份0. 04重量份0. 04重量份0. 15重量份0. 6重量份0. 06重量份。
,固硫劑。
,固硫劑。
燃煤復合固硫劑由下述重量配比的原料制成
Ca0 60重量份 Si02
A1203 10重量份 Fe203
BaS 0. 7重量份 BaC03
Zn 1.2重量份 Cu
As 0.06重量份 Pb
CaF2 5重量份 MgO
Ti02 0 . 8重量份 K20
Na20 0. 13重量份 Ag
t份
3. 5重量份 0. 8重量份 0. 03重量份 0. 03重量份 0. 1重量份 0. 7重量份 0. 04重量份。
將上述配料粉碎、過100目篩后混合均勻即得成f 實施例4
燃煤復合固硫劑由下述重量配比的原料制成
CaO
A1A
BaS
Zn
As
CaF2
Ti02
Na20
70重量份 8重量份
0. 8重量份
1. 0重量份 0. 07重量份 4. 0重量份 0. 9重量份 0. 8重量份
Si02 Fe203
BaC03
Cu
Pb MgO K20 Ag
t份 4. 5重量份 0. 9重量份 0. 02重量份 0. 02重量份 0. 05重量份 0. 8重量份 0. 05重量份。
將上述配料粉碎、過100目篩后混合均勻即得成f 實施例5
燃煤復合固硫劑由下述重量配比的原料制成
CaO 55重量份 Si02 10重量份
A1A
BaS
Zn
As
CaF2
Ti02
Na20
1. 0重量份 1. 5重量份
0. 05重量份
1. 0重量份 1. 0重量份 1. 0重量份
Fe203 BaC03 Cu Pb MgO K20 Ag
t份
1.0重i
0. 03重 0. 01重 0. 08重] 1.0重量
,固硫劑:
,固硫劑:
0. 05重量份
i份
量份
量份
隨
份
將上述配料粉碎、過100目篩后混合均勻即得成品固硫劑c
權利要求
一種燃煤復合固硫劑,其特征在于它由下述重量配比的原料制成CaO 40~70重量份SiO2 5~10重量份Al2O3 5~15重量份 Fe2O3 3~5重量份BaS 0.5~1重量份BaCO3 0.5~1重量份Zn0.1~1.5重量份 Cu0.02~0.05重量份As0.05~0.1重量份 Pb0.01~0.05重量份CaF2 1~5重量份 MgO 0.05~0.2重量份TiO2 0.5~1.0重量份 K2O 0.5~1.0重量份Na2O 0.1~1.0重量份 Ag0.04~0.06重量份。
2.根據權利要求l所述的燃煤復合固硫劑,其特征在于它由下述重量配比的原料制成 CaO 50—60重量份SiO,6—8重量份 A10s 8一12重量份Fe0s 4—5重量份 gas 0.6一l重量份gaCO,0.5一l重量份 Zn 0.1一1.0重量份Cu 0.02—0.05重量份 As 0.05—0.1重量份Pb 0.0l一0.05重量份 CaF, 2—3重量份MgO 0.05—0.2重量份 /iO, 0.5一1.0重量份K,0 0.5一1.0重量份 Na,0 0.1—0.8重量份Ag 0.04—0.06重量份。
3.根據權利要求l所述的燃煤復合固硫劑,其特征在于它由下述重量配比的原料制成 CaO 50重量份SiO,5重量份 A10s 12重量份Fe0s 3重量份 gas 0.6重量份gaC03 0.6重量份 Zn 0.5重量份Cu 0.04重量份 As 0.08重量份Pb 0.04重量份 CaF,3重量份MgO 0.15重量份 /iO,0.5重量份K,0 0.6重量份 Na,0 0.1重量份Ag 0.06重量份。
全文摘要
一種燃煤復合固硫劑,屬于鍋爐燃燒脫硫技術領域。它由下述重量份的原料制成CaO 40~70,SiO2 5~10,Al2O3 5~15,Fe2O3 3~5,BaS 0.5~1,BaCO3 0.5~1,Zn 0.1~1.5,Cu 0.02~0.05,As 0.05~0.1,Pb 0.01~0.05,CaF2 1~5,MgO 0.05~0.2,TiO2 0.5~1.0,K2O 0.5~1.0,Na2O 0.1~1.0,Ag 0.04~0.06。本發明的燃煤復合固硫劑減少SO2的排放,減少了大氣污染,也減少了酸雨的形成條件。由于將粉煤灰、渣轉化為了改性灰,并可以應用到水泥生產工藝中去,總體上可以減少普通水泥的熟料生產,也就減少料水泥生產時消耗的礦山資源和能源,同時也減少了CO2的排放量。
文檔編號C10L10/00GK101775325SQ200910064070
公開日2010年7月14日 申請日期2009年1月14日 優先權日2009年1月14日
發明者張保森 申請人:張保森