CN107243244A - 电石渣和生物热解油制备生物脱硫脱硝剂及其使用方法 - Google Patents

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田原宇
乔英云
田斌
周海峰
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Abstract

本发明提供电石渣和生物热解油制备生物脱硫脱硝剂及其使用方法，将生物质热解油和甲醇先混合乳化，乳化液与电石渣按3：1～3的比例搅拌混合反应0.3‑2.0小时；反应产物趁热再加热到65℃以上蒸出甲醇作为生物脱硫脱硝剂，甲醇汽体利用生物质热解油冷却吸收方式回收；使用时，利用水将生物脱硫脱硝剂稀释到粘度小于1000mPa.s，利用高压雾化喷嘴喷入到燃烧炉膛尾部与高温烟气混合，可以起到高效低成本无催化剂脱硫脱硝的功效。

Description

电石渣和生物热解油制备生物脱硫脱硝剂及其使用方法
1.技术领域
本发明提供电石渣和生物热解油制备生物脱硫脱硝剂及其使用方法，属于环保固废处理领域。
2.背景技术
目前我国农林废弃物约8.8亿吨以上，由于缺乏有效利用技术而不得不被焚烧或废弃，不仅浪费资源，也造成雾霾天气、大气污染、土壤矿化、火灾和交通事故等大量社会经济和生态问题，成为公众关注的焦点和难点。现有生物质综合利用途径相当广，很多途径资源利用率和经济效益都很高，如造纸、直燃发电、纤维乙醇和沼气等，但由于规模和消耗量小、使用效率低、污染或特定地域要求，都不能从根本上满足生物质规模化高效高值化清洁的要求。近三十年新兴起的快速热解提炼技术将生物质转化为能量密度大、易于存贮和运输的液体，可生产车用替代燃料、液体燃料和化工原料，是环境友好性、最有希望的石油替代品，不存在产品规模和消费地域限制，能够满足大规模、高效、高值化和清洁无污染的要求，被公认为“本世纪生物能最有工业化发展潜力的技术”，既是目前国际上生物质能研发的重点和热点，又是我国战略新兴产业-新能源领域的前沿探索项目。
快速热解得到的生物热解油含氧高达40％以上、酸性大、粘度高、热值仅有石油燃油的一半，在目前国家原油价格断崖式下跌的情况下，作为燃料油不具有竞争优势，但热解生物油富含羧基、酚基、酮基、酚羟基等活性官能团，是廉价优质、潜在的活性有机物资源，亟需开发生物热解油高附加值大规模的利用途径。
在粉煤锅炉和流化床锅炉采用石灰或石灰石脱出S0x已有很长的历史了，但是由于石灰的孔隙和表面很快为硫酸钙所堵塞和复盖，因此钙的利用率极低。九十年代以来，将低分子有机酸和石灰反应生成有机酸钙(醋酸钙、醋酸钙镁以及苯甲酸钙等有机钙)用于燃烧末端过程中脱硫脱硝的研究表明，在低钙硫比下取得了同时脱出SOx和NOx的较好效果，但在经济性土遇到了障碍，有机酸钙的高生产成本无法为市场接受。
生物油可以直接应用于生产生物油产品—生物石灰，生物石灰是由推出的一种高效、低成本的应用于燃煤中SOx/NOx排放控制的新产品。加拿大达茂技术公司将生物热解油与石灰在一定的温度和压力条件下制成的一种复杂的有机钙盐类物质作为生物石灰用于燃烧过程脱硫脱硝，可使脱硫率达90％～95％，而且可以清除燃烧中产生的大部分NOx。加之生物石灰具有一定的热值，燃烧产热，充分利用生物油作为能源燃料的同时，可以降低煤耗10％以上，而且燃烧反应可得到纯度较高的石膏(95％的硫酸钙)。
电石渣是电石(CaC2)与水反应生产乙炔后的残渣，主要成分为Ca(OH)2，颗粒微细，有微臭味，渣液pH值>12，是一种常见工业污染物。电石渣CaO含量高达69.83％，主要以Ca(OH)2形式存在，主要杂质SiO2,Al2O3,C、Fe等。电石渣粒度较细，其中小于74微米占86.81％，CaO含量超过70％；425微米以上粒级产率仅为1.05％，是一个高活性超细Ca(OH)2资源。我国每年产生电石渣数百万吨，因此，如处理不当会严重制约企业的发展。目前，电石渣的回收利用方向主要有生产普通水泥、生产建筑材料、代替石灰和碳酸钙作化工原料、用于烟气脱硫等三废处理、用作选矿调整剂和烧结矿配料等。
如何将电石渣与生物油高效反应制取生物脱硫脱硝剂，并在燃烧过程中高效使用，在环保技术中起到一石四鸟的功效，这是三废处理研究者关注的热点和重点。
3.发明内容
本发明的目的就是为了克服现有脱硫脱硝剂制备技术存在的不足而提供电石渣和生物热解油制备生物脱硫脱硝剂及其使用方法，通过甲醇乳化分散生物油，降低生物油的聚合度和粘度，强化生物油中活性官能团与电石渣中Ca(OH)2高效反应，尽可能地多产有机酸钙；掺水稀释生物脱硫脱硝剂，利用高压雾化喷嘴在燃烧末端高温烟气中细化分散，有助于生物脱硫脱硝剂与烟气中的NOx、SOx、过剩氧气发生高效反应，大幅度提高钙的利用率、脱硝率、脱硫率，充分燃烧放热降低煤耗。
本发明的技术方案：
本发明的特征是电石渣和生物热解油制备生物脱硫脱硝剂及其使用方法，将生物质热解油和甲醇先混合乳化，乳化液与电石渣按3：1～3的比例搅拌混合反应0.3-2.0小时；反应产物趁热再加热到65℃以上蒸出甲醇作为生物脱硫脱硝剂，甲醇汽体利用生物质热解油冷却吸收方式回收；使用时，利用水将生物脱硫脱硝剂稀释到粘度小于1000mPa.s，利用高压雾化喷嘴喷入到燃烧炉膛尾部与高温烟气混合，可以起到高效低成本无催化剂脱硫脱硝的功效。
生物质热解油和甲醇混合乳化为3:1-6。
本发明将实施例来详细叙述本发明的特点。
5.具体实施方式
实施例，将400Kg生物质热解油和200Kg甲醇先混合搅拌乳化，乳化液与200Kg电石渣加入到反应釜中，搅拌混合反应0.3-2.0小时；45℃的反应产物趁热再利用蒸汽加热到65℃以上蒸出甲醇作为生物脱硫脱硝剂，蒸出的甲醇汽体再利用400Kg生物质热解油冷却吸收方式回收。
使用时，对于NOx400PPm、SOx350PPm的燃煤电厂烟气，利用电厂废水将生物脱硫脱硝剂稀释到粘度800mPa.s，按燃煤量的1％利用高压雾化喷嘴喷入到燃烧炉膛尾部与800℃的高温烟气混合分散，发生燃烧反应，省煤器出口烟气中NOx20PPm、SOx50PPm，起到高效低成本无催化剂脱硫脱硝的功效。
本发明所提供的电石渣和生物热解油制备生物脱硫脱硝剂及其使用方法，与目前使用的SNR工艺相比，降低使用成本50％，无NH3逃逸现象。

Claims (2)

1.电石渣和生物热解油制备生物脱硫脱硝剂及其使用方法，其技术特征是将生物质热解油和甲醇先混合乳化，乳化液与电石渣按3∶1～3的比例搅拌混合反应0.3-2.0小时；反应产物趁热再加热到65℃以上蒸出甲醇作为生物脱硫脱硝剂，甲醇汽体利用生物质热解油冷却吸收方式回收；使用时，利用水将生物脱硫脱硝剂稀释到粘度小于1000mPa.s，利用高压雾化喷嘴喷入到燃烧炉膛尾部与高温烟气混合，可以起到高效低成本无催化剂脱硫脱硝的功效。
2.根据权利要求1所述的电石渣和生物热解油制备生物脱硫脱硝剂及其使用方法，其特征在于生物质热解油和甲醇混合乳化为3:1-6。
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