CN104722186A - 新型高效烟气脱硫剂及处理脱硫剂的方法 - Google Patents
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Abstract
烟道气脱硫(FGD)，是指对燃烧后产生的气体进行脱硫，属末端治理烟气脱硫。FGD法技术比较成熟，尽管脱硫率可高达90％，但工艺复杂运转费用高，且存在副产物难以处置的问题。烟道气脱硫方法较多，有湿法、干法和半干法之分。本发明是利用碱处理秸秆后的分离废液，将废液用于烟气脱硫，然后同煤粉混合成水煤浆，作为燃料充分利用。一方面废液中的残碱、碱木素以及木素磺酸盐与烟气中的SO2反应生成稳定结构，脱除煤炭燃烧产生的硫；另一方面分离废液中的残碱和氧化物与煤中硫反应氧化成稳定的硫酸根离子，起到固硫的作用。
Description
技术领域
本发明从充分利用秸秆资源入手，采用碱处理秸秆废液，废液中含有碱木素以及木素磺酸盐与硫离子反应生成稳定结构，脱除煤炭燃烧中产生的硫；分离废液中的残碱和氧化物与煤中硫反应氧化成稳定的硫酸根离子，起到固硫的作用。并且加入的CaO也参与了SO2的吸收过程，进一步提高了烟气脱硫率。由于脱硫剂中的有机物成分含量较高，富含热值，因此吸收SO2的脱硫剂可与粉煤混合制成水煤浆，泵入炉膛中燃烧利用，未参与反应的CaO可在燃烧过程同黑液脱除的硫发生反应，生成CaSO4，最终随炉渣排出。从而解决秸秆焚烧带来的环境污染，又减少了煤炭燃烧所排放的二氧化硫、氮氧化物等，而且废液得到了综合利用。
背景技术
在过去几十年中，农作物秸秆大部分被作为废弃物焚烧掉，大量的秸秆在焚烧过程中造成了严重的空气污染。为减少环境污染，人们采取了多种技术手段对其进行了综合利用。农作物秸秆的利用技术主要可以归纳为以下4种:秸秆还田技术、能源化技术、饲料化技术和工业利用技术。随着工业化进程的加快，能源成本也在不断提高，秸秆作为一种广泛存在于人类生产活动中，且易于获取的生物质资源，因此，其高附加值利用技术主要集中在能源化和工业利用两个方面。主要方式有：
(1)纤维提取：中冶美利股份有限公司通过对玉米秸秆进行蒸煮实验，确定了蒸煮工艺实验曲线，提取出优质的纤维素，在纤维素提取过程中会产生部分废液，但废液中含有大量的碱木素以及木素磺酸盐，回收处理较困难。
(2)秸秆乙醇：相对于以玉米和大豆等粮食为原料的第一代生物燃料来说，以秸秆等植物纤维为原料的纤维素乙醇被称为第二代生物燃料，利用生物技术将木质纤维素转化成乙醇，具有重要的社会及经济意义。利用秸秆来制取燃料乙醇越来越受到重视，但由于秸秆的成分复杂，通常要对秸秆原料进行各种预处理，预处理过程技术不成熟，且废液无法处理，发酵用纤维素酶价格高，使得生产成本高，难以推广；
(3)秸秆作能源：虽然农作物秸秆在很久以前就开始作为燃料，但通常是用于炊烧、取暖甚至在农田里焚烧掉，处于低效利用状态，转换率仅为10％～20％。直至1973年第一次石油危机时，丹麦才率先研究利用秸秆作为发电燃料，第一家秸秆燃烧发电厂Haslev于1988年投入运行。此后，在西欧建造了大量生物发电厂，其中最大的发电厂是英国的Elyan发电厂，装机容量为38MW。由此可见，秸秆锅炉在研究之初即是以高效燃烧利用为目的，以杜绝常规焚烧方式带来的环境污染。我国作为农业大国，农村人口众多，生物质资源非常丰富，早在2010年，农作物秸秆资源超过7.2亿t/a，其中6.04亿t/a可作为能源使用。通过引进、消化国外技术，国内常用的秸秆直燃炉分为：联合炉排锅炉、水冷振动炉排锅炉和循环流化床锅炉。国内在建和建成项目中，多采用丹麦BWE技术制造的水冷振动炉排式锅炉和水冷振动炉排炉居多。循环流化床锅炉在研究院所、设计院、生产厂家的推动下，开始进入生物质发电领域。
脱硫技术包括燃烧前脱硫、燃烧过程中脱硫及燃烧后烟道气脱硫技术。减少SO2污染物最经济的方法是停止燃烧S≥3％的高硫劣质煤，改用低硫优质煤，不仅能大量减少大气中SO2污染，取得社会效益，而且同时提高了煤的发热量，减少运煤量和灰渣处理量而取得经济效益。
燃烧后脱硫又称烟道气脱硫(FGD)，是指对燃烧后产生的气体进行脱硫，属末端治理烟气脱硫。是在烟道处加装脱硫设备，对烟气进行脱硫的方法，是目前世界上唯一大规模商业化应用的脱硫技术，它是控制SO2最行之有效的途径。FGD法技术比较成熟，尽管脱硫率可高达90％，但工艺复杂运转费用高，且存在副产物难以处置的问题。烟道气脱硫方法较多，有湿法、干法和半干法之分。其中湿式石灰石/石灰洗涤法，采用石灰石/石灰的碱性液体吸收剂洗涤烟气并吸收烟气中SO2，生成亚硫酸盐或硫酸盐，其脱硫效率高达95％以上，技术成熟，但投资费用昂贵。这种方法在美国、日本和德国应用最多，占90％以上。因为这些国家对SO2排放的要求十分严格。由于对于副产品处理方法的不同，又分为抛弃法和石膏回收法，德国和日本采取石膏回收法(各占70-87％)，美国有86％的湿法脱硫采用抛弃法。为减少投资费用，国外对湿式石灰石法正在进行改进使之结构紧凑，并防止结垢堵塞。
国内外治理、利用造纸废液的主要方法：碱回收、水煤浆(复合)添加剂、酸析法、生化法、电渗析法、絮凝沉淀氧化法、膜处理技术、水煤浆技术和集成膜技术等。我国造纸工业普遍采用碱法制浆，蒸煮黑液中约有70％的固体物为有机物，其中的木质素是一种富含热值的生物质，一般木浆黑液大多采用碱回收回收热量发电或产生蒸汽回用，但投资巨大，而且秸秆制浆碱回收存在碱回收效率低、效益差、硅干扰等问题，使得秸秆制浆已成为过去。
本发明通过秸秆碱性过氧化氢制浆技术、燃烧中脱硫技术以及水煤浆工艺的结合，制备出一种新型的水煤浆，首先实现了秸秆资源的高效利用，又具有高效的脱硫效果，两方面共同达到了环境保护的效果。烟气脱硫过程中发生的反应：
2NaOH+SO2＝Na2SO3+H2O
2NaOH+H2SO4＝Na2SO4+2H2O
2Ca(OH)2+2SO2+O2＝2CaSO4+2H2O
发明内容
可实现燃煤烟气高效脱硫的黑液脱硫剂的制备方法，以秸秆碱性过氧化氢制浆得到的黑液、CaO为主要原料：秸秆碱性过氧化氢制浆过程中产生的黑液，加入一定量的CaO粉末，在混合设备中搅拌均匀，制得脱硫剂。
本发明的优点在于：
1、解决了秸秆制浆过程中产生的环境污染，促进秸秆有效利用，间接实现了秸秆的能源化利用；
2、降低由于煤炭燃烧产生的有SO2体排放量，缓解当前严峻的大气污染防治压力。
附图说明
图1是本发明的工艺流程示意图。
具体实施方式
一种新型高效烟气脱硫剂及处理脱硫剂的方法，分为脱硫剂的制备和将吸收SO2的脱硫剂同煤粉混合制备成水煤浆两部分。
(1)将秸秆减法过氧化氢制浆得到的黑液加入CaO，制得脱硫剂，浓度以脱硫塔的喷头能够均匀喷洒为准。脱硫剂输送到脱硫塔顶部，加压喷洒成雾，除尘后的烟气随风机输送从脱硫塔底部进入，被脱硫剂吸收脱硫后，经冷凝除湿排。
(2)吸收过SO2的脱硫剂，同煤粉混合制成水煤浆，输送至炉膛，作为燃料充分利用，脱硫剂中被有机物吸附的SO2在燃烧过程中进一步同钙基脱硫剂反应固着，同加入的钙基脱硫剂反应生成CaSO4，随炉渣排出。此过程不断循环，最终使SO2被充分吸收，从而达到完全脱硫的目的。
Claims (5)
1.一种可实现燃烧中脱硫的新型水煤浆的制备。其制备方法：
秸秆碱性过氧化氢制浆过程中产生的黑液，加入一定量的CaO，在混合设备中搅拌均匀，制得脱硫剂。
2.如权利1所述，脱硫剂在烟气脱硫过程中与烟气流向形成逆流，有利于烟气中SO2的脱除。
3.如权利1所述，脱硫剂浓度可通过黑液浓度与CaO的加入量进行调节。
4.如权利3所述，通过调节脱硫剂浓度，以满足多种脱硫设备的需求。
5.如权利1所述，吸收过SO2的脱硫剂可与煤粉混合制成水煤浆，作为燃料重新加入到炉膛中燃烧利用，从而达到循环脱硫的效果。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20150624 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |