CN101411964A - 一种利用电石炉粉尘、烟气进行脱硫的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种利用电石炉粉尘、烟气进行脱硫的方法，属于一种燃煤锅炉的脱硫方法，将电石炉生产过程中产生的包含粉尘、烟气的炉气通过管道送入燃煤锅炉炉排上方的炉膛内，粉尘中的氧化钙与煤燃烧时产生的二氧化硫过量反应，生成的硫酸钙随炉渣排出，烟气中的钙蒸气进入锅炉烟道与烟道内的二氧化硫过量反应，生成的结晶物被烟道内的电除尘装置从烟气中除去。这种脱硫方法，既消除了电石生产过程中产生的粉尘、烟气污染，又利用这些粉尘、烟气对燃煤锅炉起到很好的脱硫作用，实现了以污治污，脱硫效果好，脱硫效率可达到90％以上。脱硫运行费用低。由于粉尘、烟气温度较高，且含有的大量焦炭末、一氧化碳与煤共燃，节省了燃煤。

Description

一种利用电石炉粉尘、烟气进行脱硫的方法
技术领域
本发明提供了一种燃煤锅炉的脱硫方法，尤其是一种利用电石炉粉尘、烟气进行脱硫的方法。
背景技术
目前，生产电石的电石炉通常采用敞开式结构，生产过程中粉尘四溅，烟气冲天，气味呛人。电石炉炉气中的粉尘中含有大量的氧化钙、焦炭末、氧化镁等，烟气中含有大量的钙蒸气、一氧化碳、氢气等，这些污染物直接排放会造成严重环境污染。而在燃煤锅炉如热电厂发电锅炉的使用过程中采用的脱硫方法是，在燃煤中添加一定比例的石灰石，燃煤与石灰石在炉膛中共同升腾、翻滚燃烧生成氧化钙气体以完成脱硫。这种脱硫方法的缺点，一是石灰石在燃烧过程中需要消耗大量的热能，从而增加耗煤量；二是石灰石在升腾、翻滚燃烧过程中会造成锅炉炉膛炉壁的磨损，造成炉膛维修次数增加。尽管采取了石灰石脱硫措施，但脱硫效果仍较差，需要采用活性炭脱硫塔对燃煤锅炉烟气进行脱硫。活性炭脱硫塔结构复杂，制造、运行成本较高，且其脱硫效果也不理想。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种利用电石炉粉尘、烟气进行脱硫的方法，以提高脱硫效果。
本发明是这样实现的，一种利用电石炉粉尘、烟气进行脱硫的方法，将电石炉生产过程中产生的包含粉尘、烟气的炉气通过管道送入燃煤锅炉炉排上方的炉膛内，粉尘中的氧化钙与煤燃烧时产生的二氧化硫过量反应，生成的硫酸钙随炉渣排出，烟气中的钙蒸气进入锅炉烟道与烟道内的二氧化硫过量反应，生成的结晶物被烟道内的电除尘装置从烟气中除去。
这种利用电石炉粉尘、烟气进行脱硫的方法，既消除了电石生产过程中产生的粉尘、烟气污染，又利用这些粉尘、烟气对燃煤锅炉起到很好的脱硫作用，实现了以污治污，脱硫效果好，脱硫效率可达到90％以上。因不必再利用活性炭脱硫塔进行脱硫，脱硫运行费用低。另外，由于进入炉膛的粉尘、烟气温度较高，带有大量余热，且含有的大量焦炭末、一氧化碳与煤共燃，因此可起到良好的助燃作用，节省了燃煤。再者，由于不再在燃煤中添加石灰石，避免了其对锅炉炉膛炉壁的磨损，延长了炉膛维护周期。
具体实施方式
下面进一步说明本发明。
在粉尘中的氧化钙与煤燃烧时产生的二氧化硫反应，以及烟气中的钙蒸气进入锅炉烟道与烟道内的二氧化硫反应时，钙硫比(摩尔比)为2.0～2.7:1，从而实现过量反应。
所述的燃煤锅炉炉膛内的温度为840～900℃。实验证明，在这一温度下，脱硫效果最好。
以下是电石生产过程中的氧化钙与钙蒸气的生成机理。
1、电石的生成原理。
电石是生石灰和碳素材料(通常为焦炭)在电石炉内并在高温条件下化合而成的。其化学反应方程式为：
CaO+3C＝CaC2+CO
电石炉生成电石的反应过程分为以下几个阶段：
A为炉料层：炉料在炉面上预热，以后按B、C、D的顺序而生成电石。
B为扩散层：炉料和含有少量氧化钙的半熔物。在此层中氧化钙和碳相互扩散，由电炉下方升上来的钙蒸气、一氧化碳气体，由于逆反应生成氧化钙及碳。其化学反应方程式为：
Figure A200710113434D00051
C为反应层：是生石灰和固体碳材料及半成品的半熔物质，以疏松状态存在，其中充满钙蒸汽和一氧化碳。其化学反应方程式为：
Figure A200710113434D00052
Figure A200710113434D00053
Figure A200710113434D00054
2、氧化钙的生成。
从以上反应可以得知，氧化钙是在上述扩散层中由钙蒸气与一氧化碳逆反应生成的。其化学反应方程式为：
Figure A200710113434D00055
3、钙蒸气的生成。
在电石生产过程中，加热后产生大量钙蒸气，进入扩散层的大部分钙蒸气与C化合生成电石CaC2，约有32％的剩余部分的钙蒸气随炉气进入烟道排出。
据测算，CO的生成量约为每生产1吨电石生成400M3。
电石炉粉尘的主要成份是氧化钙。收集后分析结果是：氧化钙CaO占38～48％、焦炭末占10～20％、氧化镁占13～18％，余为酸不溶物、三氧化二物等。
电石炉烟气中一氧化碳CO占70～90％，余为其他气体。
将电石炉粉尘和烟气引入燃煤锅炉后，粉尘中的氧化钙与燃煤燃烧过程中生成的二氧化硫过量反应，生成亚硫酸钙，进一步氧化为硫酸钙后，随炉渣排出。据测算，电石炉粉尘中的氧化钙可脱除70％左右的二氧化硫。
烟气中的钙蒸气在烟道内与残留的二氧化硫进行反应，实现再次脱硫。其反应为，钙蒸气被空气中的氧气氧化为氧化钙，氧化钙再与二氧化硫反应，生成亚硫酸钙，进一步氧化为硫酸钙，成为结晶物。剩余钙蒸气随气体排空。
据检测，进一步经钙蒸气脱硫后，约有90％左右的二氧化硫可被脱除，锅炉烟气中的二氧化硫含量大大低于国家《火电厂大气污染物排放标准》规定的指标。
采用本发明之方法时，电石炉采用半封闭式结构，其产生的炉气(包括粉尘、烟气)全部经引风机送入燃煤锅炉炉膛。
采用本发明之方法时，应根据燃煤锅炉的燃煤量、燃煤中的含硫量等，即二氧化硫的产生量，来确定电石炉的容量，以保证氧化钙、钙蒸气分别与二氧化硫产生过量反应。例如，75t/h燃煤锅炉，燃煤硫份为0.12％。其对应的电石炉的容量可以为8000KVA，年生产能力为16500吨，其钙硫比(摩尔比)为2.7左右，达到了过量反应的要求。确定电石炉容量以保证达到过量反应的方法对本技术领域的技术人员来说，是显而易见的。
炉气温度较高，一般温度为400℃～600℃，瞬时可达到1000℃。这与现有的燃煤锅炉从大气中吸抽常温风助燃相比，可大大减少热能消耗。
为了保证电石炉炉气中的粉尘在管道输送过程中不发生沉淀，可采用送、引风两级风力输送方式，以加快粉尘的输送速度。

Claims (2)

1、一种利用电石炉粉尘、烟气进行脱硫的方法，其特征在于，将电石炉生产过程中产生的包含粉尘、烟气的炉气通过管道送入燃煤锅炉炉排上方的炉膛内，粉尘中的氧化钙与煤燃烧时产生的二氧化硫过量反应，生成的硫酸钙随炉渣排出，烟气中的钙蒸气进入锅炉烟道与烟道内的二氧化硫过量反应，生成的结晶物被烟道内的电除尘装置从烟气中除去。
2、如权利要求1所述的一种利用电石炉粉尘、烟气进行脱硫的方法，其特征在于，所述的燃煤锅炉炉膛内的温度为840～900℃。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102658024A (zh) * 2012-05-05 2012-09-12 新汶矿业集团有限责任公司华丰煤矿 电石泥与煤泥用于热电厂的脱硫燃烧方法
CN103063046A (zh) * 2013-01-25 2013-04-24 四川岷江电化有限公司 密闭式电石炉烟气粉尘处理及余热利用工艺
CN105542897A (zh) * 2015-12-10 2016-05-04 内蒙古工业大学 一种利用电石炉粉尘、煤泥和污泥制备的rdf及其制备方法

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