一種用于燃燒煤炭的裝置的制作方法

本實用新型屬于環保領域，具體涉及一種用于燃燒煤炭的裝置。
背景技術：
：煤燃燒過程中常伴有煙道受熱面沾污嚴重、煙道大量積灰的問題，這給鍋爐等燃燒設備的清理和維護工作帶來了困難。并且，煤燃燒產生的煙氣中常含有硫化物。硫化物主要來源于煤炭或工業原料含有的硫物質，硫物質在燃燒過程或工業制造過程中發生反應，轉化成硫化物釋放出來。硫化物特別是硫化氫、二氧化硫等常常會導致生產工段中的催化劑中毒失活，而且含硫化物的廢氣直接排放，容易污染環境，產生霧霾等空氣問題，嚴重影響人類的健康。脫硫劑是一種用于脫除煙氣中硫化物的藥劑。由于降低硫化物含量有利于工業生產和環境保護，因此研究者對于脫硫劑的研發給予了更多的關注。目前的脫硫劑品種包括固體堿/液體堿脫硫劑、活性炭脫硫劑、分子篩負載金屬脫硫劑、鐵系脫硫劑、錳系脫硫劑、多金屬復合氧化物脫硫劑等。經過多年研究，雖然脫硫劑種類越來越豐富，脫硫性能也有了大幅度的提高，但是現有脫硫劑的硫容和脫硫精度仍然較低，難以滿足煙氣脫硫對效率和經濟性的要求。目前尚需一種經濟、高效的燃燒煤炭的裝置，以解決燃煤過程中煙道沾污、大量積灰問題，并且能夠滿足工業、民用領域對煙氣脫硫的迫切需求。技術實現要素：本實用新型的發明人發現了一種用于燃燒煤炭的裝置，該裝置將煤與水玻璃、氧化鈣混合后進行燃燒，降低了煙道沾污和積灰程度；本實用新型用于燃燒煤炭的裝置使用高硫容、高脫硫精度、高抗破碎強度和大比表面積的脫硫劑，對煙氣進行脫硫，大大提高了脫硫效率，并且更為經濟實用。并且，氮氣和脫硫劑的混合物在高溫下對煙氣進行脫硫的脫硫效率更高。本實用新型涉及一種用于燃燒煤炭的裝置，包括，混料器、燃煤器、脫硫塔、混氣罐和脫硫劑制作設備；所述混料器設置有用于添加水玻璃的液體進口、用于添加煤和氧化鈣的固體進口和出料口；所述燃煤器設置有與混料器的出料口相連通的進料口、煙氣出口、排渣口和點火部件；所述脫硫塔的底部設置有與燃煤器的煙氣出口相連通的煙氣進口，上部設置有脫硫劑進口，頂部設置有出氣口，所述脫硫塔還設置有加熱器；所述混氣罐設置有入氣口、進口和與脫硫塔的脫硫劑進口相連通的出口；所述脫硫劑制作設備包括破碎機、預混器、加熱混合器、養護器、第一烘干器、馬弗爐、恒溫浸漬箱、分離器、第二烘干器和冷卻器；其中，所述破碎機設置有用于添加硫酸亞鐵和氯化鎂的進料口和出料口，所述破碎機的出料口設置有50-100目的篩網(優選50-70目、60-70目、70-90目、80-100目或60-80目)；所述預混器設置有與破碎機的出料口相連通的進料口、用于添加氧化鐵和螢石的第一加料口和出料口，所述第一加料口設置有20-40目的篩網(優選為20-30目、20-25目、30-40目或35-40目)；所述加熱混合器設置有與預混器的出料口相連通的進料口、用于添加聚丁二酸丁二醇酯的第二加料口、用于添加硼酸鈉的第三加料口和出料口，所述第二加料口設置有20-60目的篩網(優選為20-40目、20-30目、30-50目、50-60目或30-40目)；所述加熱混合器還設置有溫控范圍90-120℃的第一溫控器；所述養護器設置有與加熱混合器的出料口相連通的進料口和出料口；所述第一烘干器設置有與養護器的出料口相連通的進料口和出料口；所述馬弗爐設置有與第一烘干器的出料口相連通的進料口和出料口；所述恒溫浸漬箱設置有與馬弗爐的出料口相連通的進料口、用于添加液態聚丁二酸丁二醇酯的第四加料口和出料口；所述恒溫浸漬箱還設置有溫控范圍120-200℃的第二溫控器；所述分離器設置有與恒溫浸漬箱的出料口相連通的進料口和固體出口；所述第二烘干器設置有與固體出口相連通的進料口和出料口；所述冷卻器設置有與第二烘干器的出料口相連通的進料口和出口；所述混氣罐的進口與冷卻器的出口相連通。煤與水玻璃、氧化鈣混合后進行燃燒，降低了煙道沾污和積灰程度。破碎機的出料口和第一加料口設置的篩網使硫酸亞鐵、氯化鎂、氧化鐵和螢石混合更加均勻。硼酸鈉有助于使聚丁二酸丁二醇酯與硫酸亞鐵、氯化鎂、氧化鐵和螢石的混合物均勻融合。第二加料口設置的篩網使聚丁二酸丁二醇酯更易與硫酸亞鐵、氯化鎂、氧化鐵和螢石的混合物融合均勻。設置第一、二烘干器的目的是降低含水量，水分主要來自于原料。馬弗爐中，在硼酸鈉參與下(可能為催化作用)，聚丁二酸丁二醇酯發生化學變化。恒溫浸漬箱中，聚丁二酸丁二醇酯與硫酸亞鐵、氯化鎂、氧化鐵和螢石顆粒深度融合。本實用新型任一項的實施方式中，所述排渣口設置在燃煤器的底部。本實用新型任一項的實施方式中，所述煙氣出口設置在燃煤器的上部。本實用新型任一項的實施方式中，所述脫硫塔的出氣口還連接設置有除塵器。本實用新型任一項的實施方式中，混氣罐入氣口的氣體流速為50-100m/s。氣體快速流入，與罐內脫硫劑形成混合物。本實用新型任一項的實施方式中，混合罐入氣口與氮氣儲罐相連；優選地，由混氣罐入氣口流入的氣體為氮氣。本實用新型任一項的實施方式中，脫硫塔內，含脫硫劑的混合物與煙氣在高溫下逆向流動并充分接觸，脫硫處理后的氣體由塔頂部的出氣口排出收集。本實用新型任一項的實施方式中，所述脫硫塔的加熱器的加熱溫度為100-220℃。本實用新型任一項的實施方式中，由脫硫劑進口向塔內延伸設置有噴頭。用于將混氣罐內含脫硫劑的混合物噴入脫硫塔內。本實用新型任一項的實施方式中，所述養護器還設置有溫控范圍80℃-100℃的第三溫控器。本實用新型任一項的實施方式中，所述馬弗爐還設置有溫控范圍200-250℃的第四溫控器。本實用新型任一項的實施方式中，所述恒溫浸漬箱還設置有定時器。本實用新型任一項的實施方式中，所述第一烘干器還設置有溫控范圍120-150℃的第五溫控器。本實用新型任一項的實施方式中，所述第二烘干器還設置有溫控范圍120-150℃的第六溫控器。本實用新型任一項的實施方式中，所述混料器、預混器和加熱混合器內設置有攪拌槳，優選為不銹鋼攪拌槳。本實用新型任一項的實施方式中，所述分離器為離心分離機或沉降分離機。本實用新型任一項的實施方式中，所述加熱混合器和恒溫浸漬箱的內壁設置有加熱電阻絲，優選電阻絲沿內壁盤旋設置。本實用新型任一項的實施方式中，所述冷卻器內平行設置有數根冷凝管，優選冷凝管呈豎直陣列排布。優選地，至少1-50％數量的冷凝管之間相通，更優選地，50％數量的冷凝管之間相通。以減少冷卻不均勻對脫硫劑性能的影響。本實用新型取得的有益效果：1、本實用新型用于燃燒煤炭的裝置，將煤與水玻璃、氧化鈣混合后進行燃燒，降低了煙道沾污和積灰程度。2、本實用新型用于燃燒煤炭的裝置，使用制得的高硫容、高脫硫精度、高抗破碎強度、大比表面積的脫硫劑對煙氣進行脫硫，提高了工業使用中的脫硫效率，經濟性更高。3、本實用新型煙氣用于燃燒煤炭的裝置中，氮氣和脫硫劑的混合物在高溫下對煙氣進行脫硫的脫硫效率更高。4、本實用新型第二加料口設置的篩網，使聚丁二酸丁二醇酯更易與硫酸亞鐵、氯化鎂、氧化鐵和螢石的混合物融合均勻，使裝置所制備脫硫劑的脫硫性能更穩定。5、本實用新型第三加料口添加的硼酸鈉，能夠提高聚丁二酸丁二醇酯與其他原料融合的均勻性，并且硼酸鈉能夠使聚丁二酸丁二醇酯在焙燒過程中發生化學變化，提高了裝置所制備脫硫劑的脫硫性能。附圖說明為了使本實用新型的內容更容易被清楚的理解，下面根據本實用新型的具體實施例并結合附圖，對本實用新型作進一步詳細的說明，其中圖1為本實用新型用于燃燒煤炭的裝置的結構示意圖。其中：1-破碎機，2-進料口，3-出料口，4-預混器，5-第一加料口，6-加熱混合器，7-第二加料口，8-第三加料口，9-第一溫控器，10-養護器，11-第一烘干器，12-馬弗爐，13-恒溫浸漬箱，14-第四加料口，15-第二溫控器，16-離心分離機，17-第二烘干器，18-冷卻器，19-第三溫控器，20-第四溫控器，21-定時器，22-第五溫控器，23-第六溫控器，24-混氣罐，25-入氣口，26-混氣罐進口，27-混氣罐出口，28-氮氣儲罐，29-脫硫塔，30-煙氣進口，31-出氣口，32-脫硫劑進口，33-加熱器，34-混料器，35-燃煤器，36-液體進口，37-固體進口，38-混料器出料口，39-燃煤器進料口，40-煙氣出口，41-排渣口，42-點火部件。具體實施方式實施例1本實用新型用于燃燒煤炭的裝置如圖1所示，用于燃燒煤炭的裝置包括：混料器34、燃煤器35、脫硫塔29、混氣罐24和脫硫劑制作設備。所述混料器34設置有用于添加水玻璃的液體進口36、用于添加煤和氧化鈣的固體進口37和混料器出料口38。所述燃煤器35設置有與混料器出料口38相連通的燃煤器進料口39、煙氣出口40、排渣口41和點火部件42；所述排渣口41設置在燃煤器35的底部，所述煙氣出口40設置在燃煤器35的上部。所述脫硫塔29的底部設置有與燃煤器35的煙氣出口40相連通的煙氣進口30，上部設置有脫硫劑進口32，頂部設置有出氣口31，所述脫硫塔29還設置有加熱器33；由脫硫劑進口32向塔內延伸設置有噴頭，用于將混氣罐24內氮氣和脫硫劑的混合物噴入脫硫塔29內；脫硫塔29的加熱器33的加熱溫度為100-220℃；脫硫塔29的出氣口31連接設置有除塵器。所述混氣罐24設置有入氣口25、混氣罐進口26和與脫硫塔29的脫硫劑進口32相連通的混氣罐出口27；混氣罐24入氣口25連接設置有氮氣儲罐28，入氣口25的氮氣流速為60-80m/s，氣體快速流入混氣罐24中，與罐內的脫硫劑形成混合物。所述脫硫劑制作設備包括破碎機1、預混器4、加熱混合器6、養護器10、第一烘干器11、馬弗爐12、恒溫浸漬箱13、離心分離機16、第二烘干器17和冷卻器18；脫硫塔29內，含脫硫劑的混合物與煙氣在高溫下逆向流動并充分接觸，脫硫處理后的氣體由塔頂部的出氣口31排出收集。破碎機1設置有用于添加硫酸亞鐵和氯化鎂的破碎機進料口2和破碎機出料口3，所述破碎機出料口3處設置有60-80目的篩網。預混器4設置有與破碎機出料口3相連通的進料口、用于添加氧化鐵和螢石的第一加料口5和出料口，所述第一加料口5處設置有30-40目的篩網。加熱混合器6設置有與預混器4的出料口相連通的進料口、用于添加聚丁二酸丁二醇酯的第二加料口7、用于添加硼酸鈉的第三加料口8和出料口，所述第二加料口7設置有50-60目的篩網，所述加熱混合器6還設置有溫控范圍90-120℃的第一溫控器9。養護器10設置有與加熱混合器6的出料口相連通的進料口和出料口，還設置有溫控范圍80℃-100℃的第三溫控器19。第一烘干器11設置有與養護器10的出料口相連通的進料口和出料口，還設置有溫控范圍120-150℃的第五溫控器22。馬弗爐12設置有與第一烘干器11的出料口相連通的進料口和出料口，還設置有溫控范圍200-250℃的第四溫控器20。恒溫浸漬箱13設置有與馬弗爐12的出料口相連通的進料口、用于添加液態聚丁二酸丁二醇酯的第四加料口14和出料口，所述恒溫浸漬箱13還設置有溫控范圍120-200℃的第二溫控器15和定時器21。離心分離機16設置有與恒溫浸漬箱13的出料口相連通的進料口和固體出口。第二烘干器17設置有與固體出口相連通的進料口和出料口，第二烘干器17還設置有溫控范圍120-150℃的第六溫控器23。冷卻器18設置有與第二烘干器17的出料口相連通的進料口和出口，混氣罐進口26與冷卻器18的出口相連通。。冷卻器18內的冷凝管呈豎直陣列排布，50％數量的冷凝管之間相通。混料器34、預混器4和加熱混合器6內設置有不銹鋼攪拌槳。加熱混合器6和恒溫浸漬箱13的內壁設置有加熱電阻絲。實施例2裝置所制備的脫硫劑1采用實施例1裝置中的脫硫劑制作設備。將200g硫酸亞鐵和80g氯化鎂送入破碎機1粉碎，經帶有篩網的破碎機出料口3送入預混器4內，再經第一加料口5加入400g氧化鐵和150g螢石共同混合均勻。將混合物輸送至加熱混合器6中，由第二加料口7加入70g聚丁二酸丁二醇酯，由第三加料口8加入50g硼酸鈉，在90℃-100℃下混合均勻；送入養護器10中80-90℃下養護20小時；在第一烘干器11中以120℃烘干，得到混合料A；然后，再在馬弗爐12中200℃下焙燒2小時，得到焙燒物A；將焙燒物A放入盛有200g的120℃聚丁二酸丁二醇酯的恒溫浸漬箱13中浸漬8小時，經離心分離機16分離，再在第二烘干器17中以140℃烘干，并送入冷卻器18降溫，得到脫硫劑1。使用的聚丁二酸丁二醇酯的數均分子量Mn為1.5×105-2×105。實施例3裝置所制備的脫硫劑2參照實施例2方法，將530g氧化鐵、350g硫酸亞鐵、200g螢石和140g氯化鎂混合，向混合物中加入130g硼酸鈉和150g聚丁二酸丁二醇酯，在110℃-120℃下混合均勻；在95-100℃下養護25小時，以150℃烘干，然后在250℃下焙燒0.5小時。將得到的焙燒物放入140℃的450g聚丁二酸丁二醇酯中恒溫浸漬10小時，經離心分離后，再在150℃烘干、冷卻，得到脫硫劑2。使用的聚丁二酸丁二醇酯的數均分子量Mn為1×105-1.5×105。實施例4用于燃燒煤炭的方法Ⅰ采用實施例1用于燃燒煤炭的裝置，將10kg煤粉和1.125kg氧化鈣由固體進口37送入混料器34中，同時將0.25kg水玻璃由液體進口36送入混料器34中進行混合，混好的料送入燃煤器35中在800-1100℃下燃燒48小時，燃燒后的廢渣經排渣口41排出，產生約10L的煙氣由煙氣出口40流入脫硫塔29內，經檢測煙氣中二氧化硫含量為2000mg/L、含水量為5％(w/w)。將實施例2的脫硫劑1送入混氣罐24內與氮氣形成混合物(脫硫劑重量和氮氣體積比為1：3，g/L)，該混合物經脫硫塔29上部的脫硫劑進口32由噴頭噴入脫硫塔29內，脫硫塔29內的溫度保持在120-140℃，煙氣與含脫硫劑的混合物在脫硫塔29內于高溫下逆向流動混合并保持接觸30分鐘，由塔頂出氣口31引出氣體經除塵、冷卻后，收集得氣體1。實施例5用于燃燒煤炭的方法Ⅱ采用實施例1用于燃燒煤炭的裝置，將10kg煤粉和0.12kg氧化鈣由固體進口37送入混料器34中，同時將0.34kg水玻璃由液體進口36送入混料器34中進行混合，混好的料送入燃煤器35中在1200-1500℃下燃燒48小時；燃燒后的廢渣經排渣口41排出，產生約10L的煙氣由煙氣出口40流入脫硫塔29內，經檢測煙氣中二氧化硫含量為2000mg/L、含水量為8％(w/w)。將實施例3的脫硫劑2送入混氣罐24內與氮氣形成混合物(脫硫劑重量和氮氣體積比為1：1，g/L)，該混合物經脫硫塔29上部的脫硫劑進口32由噴頭噴入脫硫塔29內，脫硫塔29內的溫度保持在150-170℃，煙氣與含脫硫劑的混合物在脫硫塔29內于高溫下逆向流動混合并保持接觸60分鐘，由塔頂出氣口31引出氣體經除塵、冷卻后，收集得氣體2。對比例1將400g氧化鐵、200g硫酸亞鐵、150g螢石和80g氯化鎂以及20g水混合均勻，氯化鎂和硫酸亞鐵過60-80目篩網，螢石和氧化鐵過30-40目篩網，再在80-90℃下養護20小時，以120℃烘干，然后在200℃下焙燒2小時，冷卻焙燒物，得到脫硫劑A。對比例2將400g氧化鐵、200g硫酸亞鐵、150g螢石和80g氯化鎂混合均勻，氯化鎂和硫酸亞鐵過60-80目篩網，螢石和氧化鐵過30-40目篩網。向得到的混合物中加入70g聚丁二酸丁二醇酯，聚丁二酸丁二醇酯過50-60目篩網，在90℃-100℃下混合均勻，再在80-90℃下養護20小時，以120℃烘干，得到混合料B。將混合料B在200℃下焙燒2小時，得到焙燒物B。使用的聚丁二酸丁二醇酯的數均分子量Mn為1.5×105-2×105。對比例3采用實施例1的混料器、燃煤器、脫硫塔和混氣罐。將10kg煤粉和1.125kg氧化鈣由固體進口送入混料器中，同時將0.25kg水玻璃由液體進口送入混料器中進行混合，混好的料送入燃煤器中在800-1100℃下燃燒48小時，燃燒后的廢渣經排渣口排出，產生約10L的煙氣由煙氣出口流入脫硫塔內，經檢測煙氣中二氧化硫含量為2000mg/L、含水量為5％(w/w)。將對比例1的脫硫劑A送入混氣罐內與氮氣形成混合物(脫硫劑重量和氮氣體積比為1：1，g/L)，該混合物經脫硫塔上部的脫硫劑進口由噴頭噴入脫硫塔內，脫硫塔內的溫度保持在120-140℃，煙氣與含脫硫劑的混合物在脫硫塔內于高溫下逆向流動混合并保持接觸30分鐘，由塔頂出氣口引出氣體經除塵、冷卻后，收集得氣體A。對比例4將實施例2的脫硫劑1由脫硫劑進口直接送入脫硫塔內，脫硫塔內的溫度保持常溫(20-30℃)，煙氣與脫硫劑在脫硫塔內于常溫下逆向流動混合并保持接觸30分鐘；其余參照實施例4進行，收集得氣體B。對比例5采用實施例1的燃煤器。將10kg煤粉送入燃煤器中，在800-1100℃下燃燒48小時。實驗例1脫硫精度、硫容和物理性能1、脫硫精度設置原料氣為含5000ppmH2S的氮氣，取實施例2-3和對比例1的脫硫劑1-2、A各3g，在常壓(通常為1個大氣壓)、10-45℃之間分別進行多次脫硫測試，氣空速為2000h-1。最終測得：在各溫度條件下，原料氣經脫硫劑1-2處理后，出口總硫均低于0.01ppm；原料氣經脫硫劑A處理后，出口總硫約為0.08ppm。因此，本實用新型裝置得到的脫硫劑1-2的脫硫精度高于脫硫劑A。2、硫容和物理性能取實施例2-3和對比例1的脫硫劑1-2、A作樣品，分別測定硫容。取樣品100g，在10℃-45℃、常壓(通常為1大氣壓)下，用含H2S為40000ppm的標準氣進行評測。定性檢測，可自配硝酸銀溶液對出口硫進行檢測；定量檢測，可采用國產WK-2C綜合微庫侖儀(江蘇電分析儀器廠)進行檢測，該儀器的最低檢測量為0.2ppm，結果如表1所示。表1測試項目脫硫劑1脫硫劑2脫硫劑A硫容79.6％81.0％44.3％可見，本實用新型裝置得到的脫硫劑1-2的硫容遠遠大于脫硫劑A。經測定，本實用新型脫硫劑1-2的抗破碎強度大于110N/cm，比表面積為80-120m2/g；脫硫劑A的抗破碎強度為40N/cm，比表面積為50-60m2/g。本實用新型裝置得到的脫硫劑1-2的抗破碎強度和比表面積均高于脫硫劑A。實驗例2：混合料均勻性和焙燒物化學變化1、混合料均勻性對實施例2、對比例2的混合料A-B進行檢測。隨機對混合料A-B各取10g作為樣品，用顯微鏡觀察，可以觀察到：混合料B中較大的顆粒(可以認為是融合形成的顆粒)基本集中于中央，沒有分散開；而混合料A樣品中較大的顆粒(可以認為是融合形成的顆粒)于各處均有分布，分散較為均勻。因此，添加硼酸鈉有助于使聚丁二酸丁二醇酯與其他原料均勻地融合，繼而可以觀察到融合成的大顆粒在各處均勻分布。2、焙燒物化學變化對實施例2、對比例2的混合料A-B和焙燒物A-B采用美國Nicolet公司的Nexus670型傅立葉變換紅外光譜儀在同樣條件下進行檢測。結果發現：混合料B和焙燒物B的紅外光譜極為近似；焙燒物A與混合料A的紅外光譜差別較大，除了焙燒物A譜圖中的酯基吸收峰減弱外，焙燒物A的紅外光譜還比混合料A的譜圖多了3個吸收峰。因此，添加硼酸鈉有助于聚丁二酸丁二醇酯在焙燒過程中發生化學變化。實驗例3：脫硫效率測定實施例4-5和對比例3-4收集到的氣體1-2、氣體A-B的總體積和各氣體中二氧化硫的含量，并按照下式計算脫硫效率，結果見表2。脫硫效率＝100％×(V0×C0-V×C)/(V0×C0×t)其中:V為收集得到的氣體的總體積(L)；C為收集得到的氣體中二氧化硫含量(mg/L)；V0為煙氣的總體積(L)；C0為煙氣中二氧化硫含量(mg/L)；t為脫硫時間(h)。表2由表2可知，與對比例3相比，本實用新型裝置的脫硫效率更高，更具經濟性。并且，與對比例4相比，本實用新型采用氮氣和脫硫劑的混合物在高溫下對煙氣進行脫硫時，脫硫效率更高。實驗例4：沾污情況及積灰量煤燃燒后，觀察實施例4-5和對比例5的煙氣出口煙道(煙道的徑向尺寸和長度相同)的沾污情況和積灰量，結果見表3。表3由表3可知，相對于對比例5，本實用新型裝置添加水玻璃和氧化鈣與煤一同燃燒的沾污程度更低，積灰量更少。顯然，上述實施例僅僅是為清楚地說明所作的舉例，而并非對實施方式的限定。對于所屬領域的普通技術人員來說，在上述說明的基礎上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。而由此所引伸出的顯而易見的變化或變動仍處于本實用新型創造的保護范圍之中。當前第1頁1 2 3