CN102504908A - 矿化固硫剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种矿化固硫剂及其制备方法，其由按重量百分比计的如下组分经烘干，粉碎，粉磨，混合均化所得：电石泥30％-45％；石灰30％-45％；赤泥6％-12％；磷肥渣4％-10％；萤石2％-6％。本发明所提供的矿化固硫剂能减少能源消耗，脱硫可达80％以上，灰渣转为特种水泥熟料产品，节省了排污费用。

Description

矿化固硫剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种锅炉燃煤添加剂，特别是涉及一种矿化固硫剂。

背景技术

我国是一个以煤炭为主要能源的发展中国家，随着社会经济的发展，每年直接用于燃烧的煤炭达到20亿吨以上，由于产生烟尘、二氧化硫、氮氧化物、二氧化碳以及废水、灰渣，已对全球、区域局部的大气、水体和生态环境质量造成重大影响。

在我国已在局部地区造成了酸雨，严重的危害着生态环境。粉煤灰年排放量已超过2亿吨，其中仅有不足30％得到综合利用，粉煤灰的大量排放严重的污染了环境。

火电厂的烟尘、二氧化硫、氮氧化物及粉煤灰渣的污染是社会污染的主要来源，因此治理电厂污染是国家环境治理的重头戏。

目前应用于工业生产和正在进行中间试验的烟气的脱硫方法比较多，总体上可以分为三类：即以吸收剂水溶液洗涤烟气的湿法烟气脱硫；吸收剂浆液吸硫及干燥的半干法；以及直接在燃煤中掺清洁剂干法烟气脱硫。

我国炉内工艺脱硫技术，最早是在中国科学院组织下，开始于吉林某热电厂的工业应用实验，生产低标号的水泥熟料。当时该技术是侧重水泥的生产。同时，与该技术相似的技术也在应用，如：炉内喷石灰石技术等。这些相似技术的主要问题是脱硫效果不稳定，生产的粉煤灰游离钙高，从而影响到其应用行业产品——水泥的质量不稳定，影响了灰渣的利用率，解决不了灰渣的污染。

发明内容

本发明提供了一种矿化固硫剂，其能减少能源消耗，脱硫可达80％以上，灰渣转为特种水泥熟料产品，节省了排污费用。

本发明提供一种矿化固硫剂，按重量百分比计包括如下组分：

所述的矿化固硫剂，按重量百分比计其进一步包括铅锌渣4％-10％。

所述的矿化固硫剂，优选包括按重量百分比计如下的组分：

所述矿化固硫剂混合物的平均粒径至少为80目，优选平均粒径至少为200目。

本发明还提供前述矿化固硫剂的制备方法，其由按前述重量百分比计的组分经烘干，粉碎，粉磨，均化混合所得。

电石泥：是电石(CaC₂)在多种行业生产中的副产物，例如乙炔法生产聚氯乙烯所产生的电石泥，其主要成分是Ca(OH)₂并含有微量的硫化物、磷化物和乙炔气体，呈强碱性。

赤泥：亦称红泥从铝土矿中提炼氧化铝后排出的工业固体废物。

磷肥渣：产磷肥后的磷矿渣中，主要成分是石膏、游离酸及各种矿物盐，少量的磷酸钙，

铅锌渣：为铅锌矿尾矿废渣，其成分含量波动比较大，应用于本申请中一般控制在含Fe₂O₃40％(wt.)，SO₃20％(wt.)左右。

使用时，可以加入占炉料总重量6-12％矿化固硫剂，与煤混合均匀后，送入炉中，进行燃烧，在炉内达到高效固硫，燃烧后，收集粉煤灰和灰渣。粉煤灰和灰渣可用于特种水泥熟料，总体上可以减少普通水泥的熟料生产，也就减少了水泥生产时消耗的矿山资源和能源，同时也减少了二氧化碳的排放量。

在煤中加入本发明的矿化脱硫剂，经过多次实际运行试验表明，可以节煤10％以上，脱硫达到80％以上。

具体实施方式

实施例1

将15kg磷肥渣、80kg电石泥、20kg赤泥分别干燥后混合，在混合物中加入60kg石灰和5kg萤石，混合，粉碎为80目，经过均化后，包装为矿化硫化剂成品。

实施例2

将10kg磷肥渣、70kg电石泥、15kg赤泥分别干燥后混合，在混合物中加入70kg石灰、10kg萤石和10kg铅锌渣，混合，粉碎为200目，经过均化后，包装为矿化硫化剂成品。

实施例3

将15kg磷肥渣、45kg电石泥、10kg赤泥分别干燥后混合，在混合物中加入60kg石灰、8kg萤石和12kg铅锌渣，混合，粉碎为250目，经过均化后，包装为矿化硫化剂成品。

实施例4

将6kg磷肥渣、45kg电石泥、12kg赤泥分别干燥后混合，在混合物中加入67.5kg石灰、4.5kg萤石和15kg铅锌渣，混合，粉碎为250目，经过均化后，包装为矿化硫化剂成品。

试验例

申请人委托焦作市环境监控站对本申请所提供的矿化固硫剂的脱硫效果进行了检测分析，其中分别将实施例1-3中的矿化固硫剂成品与煤分别混合均匀，其中矿化固硫剂占总炉料总重量的6％(加实施例1所得固硫剂1)、10％(加实施例2所得固硫剂2)和12％(加实施例3所得固硫剂3)，送入炉中，进行燃烧，在炉内达到高效固硫，结果如表1

表1焦作市环境监控站脱硫试验分析结果

申请人将本申请所提供的矿化固硫剂与传统石灰石脱硫剂的燃烧情况进行了对比试验，数据见表2，从数据可以得知本申请所提供的矿化固硫剂可以有利于节煤。

表2节煤数据

煤中掺加矿化固硫剂煅烧反应所产生的活性矿物是带有一定孔隙度的微团，其硬度远低于粉煤灰，一部分活化矿物硫化反应后，孔隙和表面被生成的新的矿物填充和覆盖，中粒径比灰略大，但硬度也远低于飞灰，长期运行不会对受热面有较严重的磨损。本发明的矿化固硫剂经过在电厂的15个月的脱硫装置投运后，几次停炉检查都未发现磨损问题，可以说，煤中掺加本发明的矿化脱硫剂后，虽增加了飞灰量，但不加剧受热面的磨损。而现有技术中，即使在煤中加入了现有的固硫剂，相同时间的运行后，脱硫装置磨损严重。

在煤中掺加本发明的矿化固硫剂后，炉内灰分会有所增加，其主要来源是：脱硫剂带入的杂质、脱硫剂分解生成的矿物以及固硫反应后生成的新矿物等。煤中掺加矿化固硫剂混合物的中粒径比飞灰略大，容易收集。

经多个工业规模用户实测表明，本发明所提供的矿化固硫剂的脱硫与传统工艺脱硫不同，传统脱硫剂是SO₂排至烟气中再与之反应，这样SO₂会腐蚀炉壁受热面，而本申请所提供的创造性的矿化固硫剂使得SO₂灰渣等燃煤污染物直接在燃烧炉中转化为特种水泥熟料，降低了MP₁₀可吸入颗粒物的形成，不仅提高了燃煤的燃尽度，也减少了锅炉腐蚀，本发明的矿化固硫剂的加入，导致实际灰成分发生变化，同时提高灰熔点，同时冲淡了炉内低熔点矿物的浓度，避免炉内结焦现象。

申请人还惊讶地发现，本申请所提供的矿化固硫剂可以实现低温煅烧特种水泥熟料，与传统水泥窑生产的以C₃S为主的阿利特水泥熟料相比，减少了碳酸钙分解吸热，减少了CO₂的排放。

Claims (7)

1.一种矿化固硫剂，其按重量百分比计包括如下组分：

2.如权利要求1所述的矿化固硫剂，按重量百分比计其进一步包括铅锌渣4％-10％。

3.如权利要求2所述的矿化固硫剂，其按重量百分比计包括如下组分：

4.如权利要求1或2所述的矿化固硫剂，其特征在于所述矿化固硫剂的平均粒径至少为80目。

5.根据权利要求4所述的矿化固硫剂，其特征在于矿化固硫剂的平均粒径至少为200目。

6.根据权利要求1或2所述的矿化固硫剂，其特征在于使用时矿化固硫剂占炉料总重量6-12％。

7.一种如权利要求1-6所述矿化固硫剂的制备方法，其由按前述重量百分比计的组分经烘干、粉碎、粉磨、均化混合所得。