CN103028323B

CN103028323B - 利用粉煤灰浆进行燃煤锅炉烟气脱硫的方法

Info

Publication number: CN103028323B
Application number: CN201210526258.6A
Authority: CN
Inventors: 高恒; 刘宏建; 荆民哲; 王一鸣; 宋宪生; 李具才; 付文龙; 谢睿萍; 张志民; 李莉
Original assignee: ANYANG CHEMICAL INDUSTRY GROUP Co Ltd
Current assignee: ANYANG CHEMICAL INDUSTRY GROUP Co Ltd
Priority date: 2012-12-10
Filing date: 2012-12-10
Publication date: 2015-07-01
Anticipated expiration: 2032-12-10
Also published as: CN103028323A

Abstract

本发明公开了一种利用粉煤灰浆进行燃煤锅炉烟气脱硫的方法。该方法采用的粉煤灰浆为锅炉水膜除尘器产生的粉煤灰浆，或锅炉电除尘器或布袋除尘器产生的干粉煤灰加水制成的粉煤灰浆；将粉煤灰浆注入粉煤灰池中，利用脱硫循环泵将粉煤灰浆输送到脱硫塔中，与脱硫塔中的烟气进行脱硫反应，脱硫后的烟气从脱硫塔的顶部排出，脱硫后产生的产物从脱硫塔底部排出；经过烟气脱硫的产物输送到澄清池中进行分离，分离后的清水打入水膜除尘器或粉煤灰制备槽中重新利用，澄清池中沉降的灰定期挖出外卖。利用本发明对燃煤锅炉产生的烟气进行脱硫，操作简单，成本低，并且是以废治废，有利于环保，具有显著的经济效益和社会效益。

Description

利用粉煤灰浆进行燃煤锅炉烟气脱硫的方法

技术领域

本发明涉及一种燃煤锅炉烟气的脱硫方法，特别是涉及一种利用粉煤灰浆进行燃煤锅炉烟气脱硫的方法。

背景技术

烟气脱硫的基本原理是用碱性物质吸收酸性的二氧化硫。目前，烟气脱硫技术根据脱硫反应物和脱硫产物的存在状态可分为湿法、干法和半干法。湿法脱硫技术主要包括石灰石-石膏法、双碱法、镁法、氨法、海水法等；干法脱硫技术主要包括循环流化床脱硫技术、增湿灰循环烟气脱硫技术、电子束法等；半干法主要包括循环悬浮式半干法、喷雾干燥、炉内喷钙/增湿活化脱硫技术等。

石灰石-石膏法是目前世界上应用比较广泛的工艺，约占全部烟气脱硫装置的90%以上，其特点是工艺成熟，吸收剂来源广泛，但该工艺对煤种适应性不强，同时其副产物处置较为困难，运行成本也偏高；循环流化床和NID工艺通常适用于中小机组和老机组改造，目前单机最大容量为300MW，但需要使用高活性的石灰，吸收剂不易获得，在SO₂浓度较高时，其脱硫效率不能保证；而电子束法目前尚不成熟；海水脱硫工艺仅适用于沿海地区的燃用中低硫煤的电厂；镁法脱硫工艺较为成熟，脱硫效率有保障，但其吸收剂价格较高，同时副产物回收困难。

就目前烟气脱硫技术来看，工业上主要用氨水、石灰或石灰石等物质进行锅炉的烟气脱硫，现有技术存在的缺陷大致有：氨水、石灰或石灰石等脱硫剂价值比较高，操作较为复杂，产生的副产物难以处置等等。因此，如何能找到一种廉价的脱硫剂及脱硫方法一直是困扰燃煤锅炉企业的一个难题。

目前，关于燃煤锅炉烟气脱硫方面的专利文献也有不少。例如：1、申请号为200910135535.9、名称为“一种烟气脱硫剂和烟气脱硫方法”的发明专利，公开的脱硫剂为含有主吸收组分、活化剂和酸的水溶液，其中所述主吸收组分为烷基哌嗪、羟烷基哌嗪和羟烷基哌嗪酮中的一种或几种，所述活化剂为哌嗪和二氮杂二环。该发明公开的脱硫方法包括将烟气与烟气脱硫剂接触，其中，该烟气脱硫剂为该发明提供的烟气脱硫剂。2、申请号为201110299647.5、名称为“燃烧锅炉烟气脱硫方法”的发明专利，该发明公开的脱硫方法是通过锅炉引风机将烟气输入脱硫塔，将氨水通过脱硫塔底部喷入，烟气经过氨水洗涤降温吸收SO2，除雾后的净烟气通过塔顶湿烟囱排放，氨水吸收了烟气中SO2形成的亚硫酸铵，被从脱硫塔底部鼓入的空气氧化成硫酸铵，硫酸铵溶液使烟气温度降低的同时，自身得到浓缩，并得到固含量5-15％硫酸铵浆液，固含量为5-15％的浆液经硫酸铵排出泵送至硫酸铵工序，经旋流器脱水后形成固含量40％的硫酸铵浆液，固含量40％的硫酸铵浆液进入离心机进行固液分离，形成含水4％的湿硫酸铵，旋流器及离心机母液均返回吸收塔，含水4％的湿硫酸铵经干燥机干燥，得到水分

＜1％的硫酸铵产品。3、申请号为201110157467.3、名称为“一种粉煤灰脱硫剂的制备方法”的发明专利，公开了一种利用粉煤灰制备固体脱硫剂的方法，制备过程繁琐，还要使用Ca(OH)₂、Na₂SiO₃·9H₂O和NaOH等物质制造成本高，主要起脱硫作用的是Ca(OH)₂和NaOH，而且利用固体脱硫剂造成烟气阻力大，更换费力等问题，很难在工业上应用。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种以废治废的燃煤锅炉烟气脱硫方法，即利用燃煤锅炉自产的粉煤灰浆直接进行烟气脱硫的方法。利用本发明技术方案对燃煤锅炉产生的烟气进行脱硫，操作简单，成本低，并且是以废治废，使其资源得到最大程度的循环利用，有利于环保。

为了解决上述问题，本发明采用的技术方案是：

本发明技术方案采用粉煤灰浆进行烟气脱硫的反应如下：

SO₃＋H₂O=H₂SO₃

H₂SO₃＋CaO=CaSO₃＋H₂O

3H₂SO₃＋Fe₂O₃= Fe₂（SO₃）₃＋3H₂O

H₂SO₃＋MgO=MgSO₃＋H₂O

H₂SO₃＋Na₂O= Na₂SO₃＋H₂O

H₂SO₃＋K₂O= K₂SO₃＋H₂O

2CaSO₃＋O₂=2 CaSO₄

2Fe₂（SO₃）₃＋3O₂= 2Fe₂（SO₄）₃

2MgSO₃＋O₂=2MgSO₄

2Na₂SO₃＋O₂=2Na₂SO₄

2K₂SO₃＋O₂=2K₂SO₄

本发明提供一种利用粉煤灰浆进行燃煤锅炉烟气脱硫的方法，所述方法包括以下步骤：

a、粉煤灰浆的制备：

所述粉煤灰浆为燃煤锅炉的水膜除尘器直接排出的粉煤灰浆，调节其固含量为15～25%；

或者粉煤灰浆为燃煤锅炉的电除尘器或布袋除尘器排出收集的干粉煤灰，收集到粉煤灰制备槽中，加入水搅拌均匀，制成固含量为15～25%的粉煤灰浆；

b、将步骤a制成的粉煤灰浆注入粉煤灰浆池中，利用脱硫循环泵将粉煤灰浆池中的粉煤灰浆输送到脱硫塔中，粉煤灰浆从脱硫塔的上部进入，燃煤锅炉产生的烟气从脱硫塔的下部进入脱硫塔中，在脱硫塔内，从上部进入的粉煤灰浆与下部加入的烟气进行充分接触、脱硫反应，通过充分接触反应进行脱硫，脱硫后的烟气从脱硫塔的顶部排出，脱硫后产生的含有硫酸盐的灰煤灰产物从脱硫塔底部排出；

所述燃煤锅炉产生的烟气与固含量为15～25%的粉煤灰浆二者之间通入量的体积比例为1000:1.5～5，即1000立方米的烟气需要通入1.5～5立方米固含量为15～25%的粉煤灰浆；

c、将步骤b中从脱硫塔底部排出的含有硫酸盐的灰煤灰产物输送到澄清池中，在澄清池中灰煤灰产物中的灰和水进行分离，分离后的清水流入清水槽中，通过清水泵打入步骤a中水膜除尘器或粉煤灰制备槽中重新利用，澄清池中沉降的灰定期挖出外卖。

根据上述的利用粉煤灰浆进行燃煤锅炉烟气脱硫的方法，步骤a所述粉煤灰中各化学成分的质量百分含量分别为SiO₂ 43～56%，Al₂O₃ 20～32%，Fe₂O₃ 4～10%，CaO 1.5～5.5%，MgO 0.6～2.0%，Na₂O·K₂O 1.0～2.5%，SO₃ 0.3～1.5%。

根据上述的利用粉煤灰浆进行燃煤锅炉烟气脱硫的方法，步骤b中燃煤锅炉产生的烟气脱硫前烟气中二氧化硫含量为600～4000mg/Nm³，脱硫后烟气中二氧化硫的含量为50～200mg/Nm³。

根据上述的利用粉煤灰浆进行燃煤锅炉烟气脱硫的方法，步骤c中所述澄清池中沉降的灰定期挖出外卖，沉降的灰可用于制砖或添加到水泥中；在制砖中沉降的灰中含有硫酸钙，作为制砖中的固化剂；用于水泥中，沉降的灰中含有硫酸钙作为缓凝剂。

本发明的积极有益效果：

1、本发明利用锅炉自产的粉煤灰，就地取材，加水制成粉煤灰浆，进行锅炉烟气脱硫。因此，本发明技术方案是利用以废治废，从而达到烟气脱硫的目的。本发明采用的脱硫剂粉煤灰浆制备简单、易得，每年可节省大量的脱硫剂费用，以本单位130t/h的锅炉为例，脱硫前烟气中二氧化硫含量约为1800 mg/Nm³，脱硫后烟气中二氧化硫含量约为120 mg/Nm³，每年节省脱硫剂费用200万元。整个脱硫的流程短，可实现自动化操作，可节省人工及运行费用。

2、利用本发明技术方案对燃煤锅炉产生的烟气进行脱硫，操作简单，成本低，并且是以废治废，使其资源得到最大程度的循环利用，有利于环保，具有显著的经济效益和社会效益。

四、附图说明：

图1 本实施例1利用粉煤灰浆进行燃煤锅炉烟气脱硫方法的工艺流程示意图；

图1中，1为水膜除尘器，2为粉煤灰浆池，3为搅拌器，4为脱硫循环泵，5为澄清池，6为清水泵，7为脱硫塔。

图2 本实施例5利用粉煤灰浆进行燃煤锅炉烟气脱硫方法的工艺流程示意图。

图2中，1为粉煤灰浆制备槽，2为粉煤灰浆池，3为搅拌器，4为脱硫循环泵，5为澄清池，6为清水泵，7为脱硫塔，8为搅拌器。

图3 本实施例9利用粉煤灰浆进行燃煤锅炉烟气脱硫方法的工艺流程示意图。

图3中，1为脱硫除尘塔，2为粉煤灰浆池，3为搅拌器，4为脱硫循环泵，5为澄清池，6为清水泵。

五、具体实施方式：

以下结合实施例进一步阐述本发明，但并不限制本发明的内容。

实施例1：

参见附图1，本发明利用粉煤灰浆进行燃煤锅炉烟气脱硫的方法，该方法的详细步骤如下：

a、粉煤灰浆的制备：

所述粉煤灰浆为燃煤锅炉的水膜除尘器1直接排出的粉煤灰浆，其固含量为18～20%；所述粉煤灰中各化学成分的质量百分含量分别为SiO₂ 43～56%，Al₂O₃ 20～32%，Fe₂O₃ 4～10%，CaO 1.5～5.5%，MgO 0.6～2.0%，Na₂O·K₂O 1.0～2.5%，SO₃ 0.3～1.5%；

b、将步骤a中的粉煤灰浆注入粉煤灰浆池2中，为防止粉煤灰与水分离，采用搅拌器3不断搅拌，利用脱硫循环泵4将粉煤灰浆池中的粉煤灰浆输送到脱硫塔7中，粉煤灰浆从脱硫塔7的上部进入，燃煤锅炉产生的烟气从脱硫塔7的下部进入脱硫塔中，在脱硫塔7内，从上部进入的粉煤灰浆与下部加入的烟气进行充分接触、脱硫反应，通过充分接触反应进行脱硫，脱硫后的烟气从脱硫塔7的顶部排出，脱硫后产生的含有硫酸盐的灰煤灰产物从脱硫塔7底部排出；

在燃煤锅炉烟气脱硫过程中，燃煤锅炉产生的烟气与固含量为18-20%的粉煤灰浆与二者之间的通入量的体积比例为1000：3，即1000立方米的烟气需要通入3立方米固含量为18～20%的粉煤灰浆；

燃煤锅炉产生的烟气脱硫前烟气中二氧化硫含量约为1800mg/Nm³，脱硫后烟气中二氧化硫的含量约为120mg/Nm³；

c、将步骤b中从脱硫塔7底部排出的含有硫酸盐的灰煤灰产物输送到澄清池5中，在澄清池5中灰煤灰产物中的灰和水进行分离，分离后的清水流入清水槽中，通过清水泵6打入步骤a中水膜除尘器1中重新利用，澄清池5中沉降的灰定期挖出外卖（沉降的灰可用于制砖或添加到水泥中；在制砖中沉降的灰中含有硫酸钙，作为制砖中的固化剂；用于水泥中，沉降的灰中含有硫酸钙作为缓凝剂。）。

实施例2：与实施例1基本相同，不同之处在于：

步骤a中：所述粉煤灰浆为燃煤锅炉的水膜除尘器1直接排出的粉煤灰浆，其固含量为15～18%；

步骤b中：在燃煤锅炉烟气脱硫过程中，燃煤锅炉产生的烟气与固含量为15-18%的粉煤灰浆与二者之间的通入量的体积比例为1000：4，即1000立方米的烟气需要通入4立方米固含量为15～18%的粉煤灰浆。

实施例3：与实施例1基本相同，不同之处在于：

步骤a中：所述粉煤灰浆为燃煤锅炉的水膜除尘器1直接排出的粉煤灰浆，其固含量为20～23%；

步骤b中：在燃煤锅炉烟气脱硫过程中，燃煤锅炉产生的烟气与固含量为20-23%的粉煤灰浆与二者之间的通入量的体积比例为1000：2.5，即1000立方米的烟气需要通入2.5立方米固含量为20～23%的粉煤灰浆。

实施例4：与实施例1基本相同，不同之处在于：

步骤a中：所述粉煤灰浆为燃煤锅炉的水膜除尘器1直接排出的粉煤灰浆，其固含量为23～25%；

步骤b中：在燃煤锅炉烟气脱硫过程中，燃煤锅炉产生的烟气与固含量为23-25%的粉煤灰浆与二者之间的通入量的体积比例为1000：2，即1000立方米的烟气需要通入2立方米固含量为23～25%的粉煤灰浆。

实施例5：

参见图2，本发明利用粉煤灰浆进行燃煤锅炉烟气脱硫的方法，该方法的详细步骤如下：

a、粉煤灰浆的制备：

粉煤灰浆为燃煤锅炉的电除尘器或布袋除尘器排出收集的干粉煤灰收集到粉煤灰制备槽1中，加入水通过搅拌器8不断搅拌，搅拌均匀，制成固含量为18～20%的粉煤灰浆；

所述粉煤灰中各化学成分的质量百分含量分别为SiO₂ 43～56%，Al₂O₃ 20～32%，Fe₂O₃ 4～10%，CaO 1.5～5.5%，MgO 0.6～2.0%，Na₂O·K₂O 1.0～2.5%，SO₃ 0.3～1.5%；

b、将步骤a中制成的粉煤灰浆注入粉煤灰浆池2中，为防止粉煤灰与水分离，采用搅拌器3进行搅拌，利用脱硫循环泵4将粉煤灰浆池中的粉煤灰浆输送到脱硫塔7中，粉煤灰浆从脱硫塔7的上部进入，燃煤锅炉产生的烟气从脱硫塔7的下部进入脱硫塔中，在脱硫塔内，从上部进入的粉煤灰浆与下部加入的烟气进行充分接触、脱硫反应，通过充分接触反应进行脱硫，脱硫后的烟气从脱硫塔7的顶部排出，脱硫后产生的含有硫酸盐的灰煤灰产物从脱硫塔7底部排出；

c、将步骤b中从脱硫塔7底部排出的含有硫酸盐的灰煤灰产物输送到澄清池5中，在澄清池5中灰煤灰产物中的灰和水进行分离，分离后的清水流入清水槽中，通过清水泵6打入步骤a中粉煤灰浆制备槽1中重新利用，澄清池5中沉降的灰定期挖出外卖（沉降的灰可用于制砖或添加到水泥中；在制砖中沉降的灰中含有硫酸钙，作为制砖中的固化剂；用于水泥中，沉降的灰中含有硫酸钙作为缓凝剂。）。

实施例6：与实施例5基本相同，不同之处在于：

步骤a中：制成固含量为15～18%的粉煤灰浆；

实施例7：与实施例5基本相同，不同之处在于：

步骤a中：制成固含量为20～23%的粉煤灰浆；

实施例8：与实施例5基本相同，不同之处在于：

步骤a中：制成固含量为23～25%的粉煤灰浆；

实施例9：对未经除尘的燃煤锅炉烟气进行脱硫的方法

参见附图3，本实施例是对未经除尘的燃煤锅炉烟气进行脱硫，首先将燃煤锅炉产生的未经除尘的烟气从下部通入脱硫除尘塔1中，首先经过脱硫除尘塔1除尘，除尘后得到的粉煤灰与除尘塔内的水分形成粉煤灰浆进入粉煤灰浆池2中（形成的粉煤灰浆的固含量为15～25%），利用搅拌器3不断搅拌，防止灰水分离，利用脱硫循环泵4将粉煤灰浆池中的粉煤灰浆输送到脱硫除尘塔1上部，粉煤灰浆从脱硫除尘塔1上部进入，经过除尘的烟气从塔内由下部往上运行，该烟气与从脱硫除尘塔1上部通入的粉煤灰浆进行充分接触、脱硫反应（经过除尘的烟气与固含量为15～25%的粉煤灰浆二者之间通入量的体积比例为1000:1.5～5，即1000立方米的烟气需要通入1.5～5立方米固含量为15～25%的粉煤灰浆），通过充分接触反应进行脱硫，脱硫后的烟气从脱硫塔的顶部排出，脱硫后产生的含有硫酸盐的灰煤灰产物从脱硫塔底部排出；从脱硫塔底部排出的含有硫酸盐的灰煤灰产物输送到澄清池5中，在澄清池中灰煤灰产物中的灰和水进行分离，分离后的清水流入清水槽中，通过清水泵6打入脱硫除尘塔1中重新利用，澄清池中沉降的灰定期挖出外卖。

上述燃煤锅炉产生的烟气脱硫前烟气中二氧化硫含量约为1800mg/Nm³，脱硫后烟气中二氧化硫的含量约为120mg/Nm³。

Claims

1.一种利用粉煤灰浆进行燃煤锅炉烟气脱硫的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

a、粉煤灰浆的制备：

燃煤锅炉产生的烟气脱硫前烟气中二氧化硫含量为600～4000mg/Nm³，脱硫后烟气中二氧化硫的含量为50～200mg/Nm³；

c、将步骤b中从脱硫塔底部排出的含有硫酸盐的灰煤灰产物输送到澄清池中，在澄清池中灰煤灰产物中的灰和水进行分离，分离后的清水流入清水槽中，通过清水泵打入步骤a中水膜除尘器或粉煤灰制备槽中重新利用，澄清池中沉降的灰定期挖出外卖；

所述澄清池中沉降的灰定期挖出外卖，沉降的灰可用于制砖或添加到水泥中；在制砖中沉降的灰中含有硫酸钙，作为制砖中的固化剂；用于水泥中，沉降的灰中含有硫酸钙作为缓凝剂。