CN106925114A - 炉内脱硫剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种炉内脱硫剂的制备方法。包括如下步骤：步骤S1：提供活性成分，所述活性成分包括按重量百分比计的如下组分：硝酸铁30～50％；碳酸钠20～30％；醋酸钠20～40％；木质素磺酸钙10～20％；步骤S2：将所述活性成分制备成浓度为15‑20％的活性溶液；步骤S3：将石灰石颗粒于所述活性溶液中浸泡0.5‑1h；步骤S4：过滤、晾干后得到所述炉内脱硫剂。本发明提供的炉内脱硫剂的制备方法，制备得到的脱硫剂在低Ca/S比条件下，能显著提高脱硫效率。本发明还提供一种由该制备方法制备得到的炉内脱硫剂。

Description

炉内脱硫剂及其制备方法
【技术领域】
本发明涉及烟气净化领域，具体涉及一种炉内脱硫剂及其制备方法。
【背景技术】
循环流化床锅炉技术是近十几年来迅速发展的一项高效低污染清洁燃烧枝术，国际上这项技术在电站锅炉、工业锅炉和废弃物处理利用等领域已得到广泛的商业应用，并向几十万千瓦级规模的大型循环流化床锅炉发展；国内在这方面的研究、开发和应用也逐渐兴起，目前已开发出600MW的循环流化床锅炉并投入使用。
目前控制燃煤S02污染的方法主要有煤燃烧前、燃烧中和燃烧后脱硫三种，循环流化床锅炉一般采用燃烧中脱硫、燃烧后脱硫或燃烧中与燃烧后脱硫结合的方式。随着大气排放要求对SO2排放浓度的日趋严格，大型的循环流化床锅炉都配套建设了炉后石灰石-石膏湿法脱硫装置，但是采用炉后石灰石-石膏湿法脱硫工艺，其固定投资大，运行电耗高，场地占地面积大，而且会产生废水等。
炉内燃烧中脱硫以石灰石或石灰为脱硫剂，具有投资少，操作方便等优点，但它存在脱硫效果较差的缺点。脱硫剂的用量一般用钙和硫的摩尔比(Ca/S)来表示。当流化速度一定时，脱硫率随Ca/S增大而增大；当Ca/s一定时，脱硫率随流化速度降低而升高。为使脱硫率达90％，则流化床的Ca/S＝3～5，这将使石灰石消耗量过大，实际操作中为平衡多种因素的影响，实用的Ca/S＝1.5～2.5。但是，当Ca/S比较低，脱硫效率同时也呈显著降低，导致最终SO2的排放不能满足环保要求。
因此，有必要提供一种新的工艺解决上述技术问题。
【发明内容】
本发明的目的是克服上述技术问题，提供一种在低Ca/S比条件下，能显著提高脱硫效率的炉内脱硫剂的制备方法。
本发明的技术方案是：
一种炉内脱硫剂的制备方法，包括如下步骤：
步骤S1：提供活性成分，所述活性成分包括按重量百分比计的如下组分：硝酸铁30～50％；碳酸钠20～30％；醋酸钠20～40％；木质素磺酸钙10～20％；
步骤S2：将所述活性成分制备成浓度为15-20％的活性溶液；
步骤S3：将石灰石颗粒于所述活性溶液中浸泡0.5-1h；
步骤S4：过滤、晾干后得到所述炉内脱硫剂。
优选的，所述石灰石颗粒的粒径为100-1000μm。
优选的，所述步骤S3中，浸泡温度为30-40℃。
优选的，所述步骤S4之后还包括研磨步骤，将所述脱硫剂研磨至粒径100-300目。
本发明还提供一种炉内脱硫剂。所述炉内脱硫剂由所述制备方法制备得到。
与相关技术相比，本发明提供的炉内脱硫剂的制备方法，具有如下有益效果：
一、本发明中将石灰石作为固硫剂，通过设计一种可提高石灰石活性的溶液，对石灰石进行浸泡，提高石灰石高温反应活性，从而提高石灰石的脱硫效率。将制备得到的炉内脱硫剂应用在75t/h的循环流化床锅炉中进行脱硫试验，煤质中含硫百分比为1.0～1.5％，控制Ca/S比在1.2-1.8条件下，经试验，脱硫效率大于75％，可达80％。
二、本发明提供的炉内脱硫剂，可控制Ca/S比在较低的条件下进行，且脱硫效率显著，可显著降低脱硫成本。
【具体实施方式】
下面将通过具体实施方式对本发明作进一步说明。
以下首先对本发明提供的炉内脱硫增效剂的作用原理进行详细阐述。
脱硫反应机理：煤在高温燃烧时，固硫剂碳酸钙在高温下迅速分解生成CaO，CaO与煤燃烧放出的SO2发生如下反应，直接或通过生成CaSO3氧化后而生成CaSO4。反应方程式如下：
CaO+SO2→CaSO3
CaSO3+1/2O2→CaSO4
CaO+SO2+1/2O2→CaSO4
石灰石与SO2直接发生硫化反应生成CaSO4：
CaCO3+SO2+l/2O2→CaSO4+CO2
石灰石颗粒或粉通过设计的化学溶液进行活性调质处理后，其孔隙率、孔径分布、孔连通结构均发生了较大的变化，主要体现在孔隙率增大，孔表面附着活性物质。
活性成分中的硝酸铁、碳酸钠、木质磺酸钙、醋酸钠在不同程度的高温下，均可发生分解反应，一方面可促进石灰石的高温分解反应的进行，另一方面使生成氧化钙的孔隙率、孔径有利于其与SO2反应生成硫酸钙。
具体的催化反应机理为：
Fe化合物能有效降低石灰石分解反应活化能，促进碳酸钙的反应。
碳酸钠、醋酸钠、木质素磺酸钙在高温下的分解，能促进石灰石在不同温度下的孔径结构生长，总体促进大孔径分布的趋势增强，孔隙的连通性增强。石灰石的大孔径加大及孔径连通性发育越完善，SO2扩散更为容易，最终促进脱硫效率的提高；而且碳酸钠、醋酸钠、木质素磺酸钙本身即为脱硫剂，能生成硫酸钠固硫。
以下再通过具体的实施例阐述本发明提供的炉内脱硫剂的制备方法，以及将制备得到的炉内脱硫剂应用于脱硫工艺的效果。
实施例1
炉内脱硫剂的制备方法，包括如下步骤：
步骤S1：提供活性成分，所述活性成分包括按重量百分比计的如下组分：硝酸铁30％；碳酸钠20％；醋酸钠30％；木质素磺酸钙20％；
步骤S2：将所述活性成分制备成浓度为15％的活性溶液；
步骤S3：将石灰石颗粒于所述活性溶液中浸泡0.5-1h，浸泡温度为30℃；所述石灰石颗粒的粒径为100-1000μm。
步骤S4：过滤、晾干后得到所述炉内脱硫剂；
步骤S5：将所述炉内脱硫剂研磨至粒径100-300目。
将本实施例制备得到的炉内脱硫剂应用于75t/h的循环流化床锅炉中进行脱硫试验，煤质中含硫百分比为1.0～1.5％；控制反应中Ca/S比在1.2-1.8之间，经检测，脱硫效率为81％。
实施例2
炉内脱硫剂的制备方法，包括如下步骤：
步骤S1：提供活性成分，所述活性成分包括按重量百分比计的如下组分：硝酸铁50％；碳酸钠20％；醋酸钠20％；木质素磺酸钙10％；
步骤S2：将所述活性成分制备成浓度为20％的活性溶液；
步骤S3：将石灰石颗粒于所述活性溶液中浸泡0.5-1h，浸泡温度为40℃；所述石灰石颗粒的粒径为100-1000μm。
步骤S4：过滤、晾干后得到所述炉内脱硫剂；
步骤S5：将所述炉内脱硫剂研磨至粒径100-300目。
将本实施例制备得到的炉内脱硫剂应用于75t/h的循环流化床锅炉中进行脱硫试验，煤质中含硫百分比为1.0～1.5％；控制反应中Ca/S比在1.2-1.8之间，经检测，脱硫效率为75％。
实施例3
炉内脱硫剂的制备方法，包括如下步骤：
步骤S1：提供活性成分，所述活性成分包括按重量百分比计的如下组分：硝酸铁30％；碳酸钠20％；醋酸钠40％；木质素磺酸钙10％；
步骤S2：将所述活性成分制备成浓度为18％的活性溶液；
步骤S3：将石灰石颗粒于所述活性溶液中浸泡0.5-1h，浸泡温度为35℃；所述石灰石颗粒的粒径为100-1000μm。
步骤S4：过滤、晾干后得到所述炉内脱硫剂；
步骤S5：将所述炉内脱硫剂研磨至粒径100-300目。
将本实施例制备得到的炉内脱硫剂应用于75t/h的循环流化床锅炉中进行脱硫试验，煤质中含硫百分比为1.0～1.5％；控制反应中Ca/S比在1.2-1.8之间，经检测，脱硫效率为80％。
实施例4
炉内脱硫剂的制备方法，包括如下步骤：
步骤S1：提供活性成分，所述活性成分包括按重量百分比计的如下组分：硝酸铁30％；碳酸钠30％；醋酸钠25％；木质素磺酸钙15％；
步骤S2：将所述活性成分制备成浓度为16％的活性溶液；
步骤S3：将石灰石颗粒于所述活性溶液中浸泡0.5-1h，浸泡温度为38℃；所述石灰石颗粒的粒径为100-1000μm。
步骤S4：过滤、晾干后得到所述炉内脱硫剂；
步骤S5：将所述炉内脱硫剂研磨至粒径100-300目。
将本实施例制备得到的炉内脱硫剂应用于75t/h的循环流化床锅炉中进行脱硫试验，煤质中含硫百分比为1.0～1.5％；控制反应中Ca/S比在1.2-1.8之间，经检测，脱硫效率为79％。
实施例5
炉内脱硫剂的制备方法，包括如下步骤：
步骤S1：提供活性成分，所述活性成分包括按重量百分比计的如下组分：硝酸铁40％；碳酸钠25％；醋酸钠20％；木质素磺酸钙15％；
步骤S2：将所述活性成分制备成浓度为20％的活性溶液；
步骤S3：将石灰石颗粒于所述活性溶液中浸泡0.5-1h，浸泡温度为34℃；所述石灰石颗粒的粒径为100-1000μm。
步骤S4：过滤、晾干后得到所述炉内脱硫剂；
步骤S5：将所述炉内脱硫剂研磨至粒径100-300目。
将本实施例制备得到的炉内脱硫剂应用于75t/h的循环流化床锅炉中进行脱硫试验，煤质中含硫百分比为1.0～1.5％；控制反应中Ca/S比在1.2-1.8之间，经检测，脱硫效率为77％。
与相关技术相比，本发明提供的炉内脱硫剂的制备方法，具有如下有益效果：
一、本发明中将石灰石作为固硫剂，通过设计一种可提高石灰石活性的溶液，对石灰石进行浸泡，提高石灰石高温反应活性，从而提高石灰石的脱硫效率。将制备得到的炉内脱硫剂应用在75t/h的循环流化床锅炉中进行脱硫试验，煤质中含硫百分比为1.0～1.5％，控制Ca/S比在1.2-1.8条件下，经试验，脱硫效率大于75％，可达80％。
二、本发明提供的炉内脱硫剂，可控制Ca/S比在较低的条件下进行，且脱硫效率显著，可显著降低脱硫成本。
以上所述的仅是本发明的实施方式，在此应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出改进，但这些均属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种炉内脱硫剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤S1：提供活性成分，所述活性成分包括按重量百分比计的如下组分：硝酸铁30～50％；碳酸钠20～30％；醋酸钠20～40％；木质素磺酸钙10～20％；
步骤S2：将所述活性成分制备成浓度为15-20％的活性溶液；
步骤S3：将石灰石颗粒于所述活性溶液中浸泡0.5-1h；
步骤S4：过滤、晾干后得到所述炉内脱硫剂。
2.根据权利要求1所述的炉内脱硫剂的制备方法，其特征在于，所述石灰石颗粒的粒径为100-1000μm。
3.根据权利要求1所述的炉内脱硫剂的制备方法，其特征在于，所述步骤S3中，浸泡温度为30-40℃。
4.根据权利要求1所述的炉内脱硫剂的制备方法，其特征在于，所述步骤S4之后还包括研磨步骤，将所述脱硫剂研磨至粒径100-300目。
5.一种炉内脱硫剂，其特征在于，由权利要求1-4中任一项所述的炉内脱硫剂的制备方法制备得到。
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