一種煤泥助燃脫硫復合添加劑及制備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種用于鍋爐內的助燃脫硫復合添加劑技術領域，更具體而言，涉及一種煤泥助燃脫硫復合添加劑及制備方法。該復合添加劑利用煤炭洗選過程中的副產品煤泥、干法乙炔生產過程中產生的廢渣干排電石渣、火電廠循環流化床產生的粉煤灰以及助劑制成，對鍋爐進行爐內脫硫，達到以廢治廢。
【背景技術】
[0002]我國是一個以煤炭為主要能源的國家，燃煤所產生的二氧化硫(SO2)是主要的大氣污染物之一，而其中，燃煤發電廠排放SO2的比例居首位。隨著國家對環保工作的越來越重視，燃煤發電廠超低排放對鍋爐脫硫技術的研宄和應用也有了很大的發展。目前，燃煤發電廠鍋爐機組一般采用爐內脫硫和尾部煙氣脫硫相結合的脫硫方式，以減少煙氣中產生的SO2排放濃度。
[0003]煤泥是煤炭洗選過程中的副產品，具有持水性高的特點；干排電石渣是干法乙炔生產過程中產生的廢渣，主要成分為氫氧化鈣，其粉末較細，顆粒本身具有較大的比表面積大，可以作為脫硫劑；粉煤灰是火力發電廠排出的廢棄物。但是聯合運用煤泥、干排電石渣和粉煤灰作為復合脫硫劑，能在消除廢物的同時，大大提高火電廠的鍋爐爐內脫硫效果。加入助劑風化煤、碳酸鉀和碳酸鍶提高了鍋爐內燃料的燃燒效率。
[0004]電石渣用于脫硫是因為電石渣的主要成分為Ca(OH)2, Ca(OH)2脫硫的原理為:
Ca (OH) 2+S02— CaSO 3+H20
2CaS03+02 — 2CaS04
302與Ca(OH) 2的反應主要是在表面上反應的。Ca(OH) 2顆粒的最外表面轉化為CaSO 4，而阻塞了 Ca (OH) 2內微孔反應，從而抑制了脫硫反應的進一步進行。
[0005]粉煤灰的主要成分為S12和Al2O3，其在有Ca (OH)2和水存在的條件下，粉煤灰中的S1jPAl2O3可以與Ca(OH)2發生反應，生成以水化硅酸鈣、水化硅鋁酸鈣為主的一系列水化產物:
Ca (0H)2+Si02+H20 — (CaO) x (S12) y (H2O) zCa (OH) 2+Al203+H20 — (CaO) x (Al2O3) y (H2O) zCa (0H)2+Si02+Al203+H20 — (CaO) x (Al2O3) y (S12) z (H2O) wCa (OH) 2+Al203+S03 +H2O — (CaO) x (Al2O3) y (CaSO4) z (H2O) w
生成的水合硅酸鈣除了促進氣、固擴散和增大比表面積外，還具有高持水性能，保持鈣基吸收劑表面濕潤。而且，這些水化產物為多孔晶體，呈粗大纖維狀，相互交叉構成空間結構，兩者的比表面積為100-300m2/g，具有很高的活性。
[0006]而未參加火山灰反應的Ca (OH)2，會在鍋爐中高溫分解為CaO進行固硫，K2CO3可以與CaSO# CaO生成低熔點的液相共熔物，增加K+的迀移和擴散能力，導致CaO晶格結構的改變，使CaO的孔徑變大，孔隙變多，改善了 SO2的擴散通道。鍶鹽加入可與硫氧化物形成SrSO4, 3604與CaSO 4形成共晶，使CaSO 4的結構變得疏松，有利于硫氧化物通過產物層向CaO內部擴散。進而提高了未參加火山灰反應的Ca (OH)2固硫效率。
[0007]專利201210137532.0公開了一種電石泥與煤泥用于熱電廠的脫硫燃燒方法及系統，它是利用電石泥廢棄物作為脫硫反應劑，以煤泥作為燃料載體，將熱電廠的鍋爐換為循環流化床鍋爐，以煤泥漿泵作為動力源輸送煤泥電石泥混合脫硫漿至循環流化床鍋爐中頂部，在爐床中上部爆燃，進行第一次爐內燃燒脫硫反應；在尾部煙道，未反應完全的脫硫劑二次反應進行徹底脫硫。該方法脫硫效率較高，但需要有煤泥漿泵，而且所用原料電石泥在運輸中存在困難。
[0008]專利200710148467.0提供一種利用電石渣漿制取固體脫硫劑的方法，通過提純、分離、調質、烘干、研磨、風選、包裝等處理，生產出活性高、脫硫性強、粒度細的脫硫劑。專利201010243103.2提供一種利用電石渣制備干法脫硫劑的方法與裝置，通過將電石渣和生石灰粉混合，并在濕度整定設備內進行電石渣整定和生石灰消化，制得產品。專利201210432580.2提供了一種利用電石渣制備火力發電廠脫硫劑的方法及其專用設備用，以電石渣原料，經粉碎、除雜、煅燒、冷卻、過篩，即得本發明的脫硫劑。上述專利是將電石渣經過一系列工藝制備為固硫劑。專利號201110157467.3提供了一種粉煤灰脫硫劑的制備方法。該法利用粉煤灰與蒸餾水混合而成反應液，用飽和Ca (OH) 2溶液調節反應液的pH值至10-12，然后將反應液進行攪拌、加熱，待反應液連續反應l-3h后加入復合激發劑，將反應液的PH值調至12-14，繼續反應5-10h，最后取出反應液冷卻、過濾、干燥至恒重得到產品即粉煤灰脫硫劑。上述方法所制脫硫劑利用固廢比較單一，只是單一的利用電石渣或者粉煤灰，而且只適用于爐內噴鈣脫硫，不適用于難燃煤的爐內燃燒脫硫。另外，制作脫硫劑過程中需要高溫煅燒或烘干工藝，能耗大。
[0009]專利200810116928.0提供一種利用電石渣做吸收劑的濕法煙氣脫硫工藝。該工藝將電石渣加水磨制成漿液，分離雜質，將配好的一定濃度的電石渣漿液泵入濕法煙氣脫硫系統，進行煙氣脫硫吸收。專利201010294064.9提供一種利用電石渣制取復合脫硫劑進行脫硫的工藝，該工藝是將電石渣與石灰進行水合反應，得到固體產物，加水研磨制成復合脫硫劑，泵入濕法脫硫系統進行煙氣脫硫。上述兩項發明都有效利用了電石渣，但主要是適用于燃燒后煙氣脫硫。
[0010]專利201410466872.7提供了一種用于循環流化床鍋爐的混合脫硫劑制備方法。該法涉及煤泥與石灰石細粉混料壓制成球形混合脫硫劑加入循環流化床鍋爐內進行爐內脫硫工藝。該法系統比較簡單，但已有研宄表明，石灰石的主要成分碳酸鈣沒有電石渣的主要成分氫氧化鈣脫硫效果好，高溫煅燒石灰石也需要消耗更多能量，而且所用石灰石在高溫下會釋放出大量二氧化碳氣體。
[0011]綜上所述，有必要對現有技術進行改進。
【發明內容】
[0012]為了克服煤泥、干排電石渣難處理，堆積對環境易造成污染，以及現有燃煤電廠鍋爐燃燒效率較低、煙氣脫硫技術成本高、副產品處理困難的技術問題，本發明提供一種以煤泥、干排電石渣和粉煤灰及助劑制成的煤泥助燃固硫復合添加劑，并在鍋爐中燃燒，以增加爐內燃燒和脫硫效率。
[0013]為了解決上述技術問題，本發明采用的技術方案為: 一種煤泥助燃脫硫復合添加劑，按照以下質量百分比組成:煤泥為50-80%、干排電石渣和粉煤灰整體為18-48%，助劑風化煤為1_10%，助劑碳酸鉀為0.1_1%，助劑碳酸鍶為
0.1-1% ;其中煤泥含水量為20%-30%，粉煤灰與電石渣的質量配比為1: 10-15。
[0014]按照以下質量百分比組成:煤泥為55%、干排電石渣和粉煤灰整體為33.9%，助劑風化煤為10%，助劑碳酸鉀為0.1%，助劑碳酸鍶為1% ;其中煤泥含水量為20%-30%，粉煤灰與電石渣的質量配比為1:12。
[0015]所述煤泥為煤炭洗選過程中的副產品，所述干排電石渣為干法乙炔生產過程中產生的廢渣，所述粉煤灰為火電廠循環流化床產生的粉煤灰。
[0016]一種煤泥助燃脫硫復合添加劑的制備方法，按照以下步驟進行:
a、干排電石渣進行粉碎篩分的步驟；
b、篩分后的干排電石渣與粉煤灰、煤泥、助劑進行混合的步驟；
C、混合物料進行攪拌的步驟；
d、攪拌后的物料進行勻化的步驟；
e、勻化后的物料進行成型的步驟。
[0017]所述a步驟具體為:將干排電石渣進行篩分，100 μπι及以下顆粒直接使用，將100 μ m以上大顆粒研磨至100 μ m及以下使用。
[0018]所述b步驟具體為:將干排電石渣、粉煤灰及助劑經星輪給料機給料送至煤泥輸送皮帶上，粉煤灰與電石渣的質量配比為1:10-15，助劑為風化煤、碳酸鉀和碳酸鍶，將含水量為20%-30%的煤泥與上述干排電石渣、粉煤灰及助劑進行混合，所述混合物中煤泥為50-80%、干排電石渣和粉煤灰整體為18-48%，風化煤為1-10%，碳酸鉀為0.1_1%，碳酸鍶為0.1-1%。
[0019]所述c步驟具體為:將混合物料加入雙軸攪拌機攪拌均勻。
[0020]所述d步驟具體為:給料皮帶機將攪拌均勻的物料送入悶料倉進行勻化，勻化溫度為40°C?60°C，時間為4h?8h。
[0021]所述e步驟具體為:勻化好的物料由大給料機按煤球成型機的需求量調定輸出，由上料皮帶機輸送至煤球成型機，壓制成球形煤泥復合添加劑備用。
[0022]所述煤泥為煤炭洗選過程中的副產品，所述干排電石渣為干法乙炔生產過程中產生的廢渣，所述粉煤灰為火電廠循環流化床產生的粉煤灰。
[0023]本發明與現有技術相比所具有的有益效果為:
本發明以煤炭洗選過程中的副產品煤泥，干法乙炔生產過程中產生的廢渣和火電廠循環流化床產生的粉煤灰，制成煤泥復合助燃脫硫劑。在這個過程中，持水煤泥不經過烘干，煤泥所含水分直接用于制備復合脫硫劑，減少了烘干煤泥所需能量。不僅解決了煤泥、干排電石渣的堆存占地等環境問題，降低了生產成本，以廢治廢，節約了資源，而且由于Ca(OH)2、粉煤灰和水分的火山灰反應，使脫硫產物為水合硅鋁酸鈣，在一定程度上解決了CaSO4在脫硫過程中對脫硫劑表面的覆蓋而阻礙脫硫反應進一步進行的問題，大幅度地提高了爐內脫硫效果和效率，脫硫率達65%-75%。助劑風化煤、碳酸鉀和碳酸鍶的加入，催化了燃煤電廠循環流化床內煤泥和煤矸石的燃燒，促進劣質煤充分燃燒。煤泥制成型煤，也提高了其自身燃燒效率。另外，采用電石渣替代石灰石進行爐內脫硫，一方面利用了電石渣，降低了它長期堆放占用土地等環境影響，另一方面也降低了 CO2排放，有利于節能減排。
【具體實施方