CN112090250B - 在线缓释氧化型烟气循环流化床脱硫方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种在线缓释氧化型烟气循环流化床脱硫方法及系统，包括：将缓释型氧化剂与脱硫剂生石灰按质量配比为1％～20％经消化器混合消化，在缓释型氧化剂与脱硫剂生石灰消化后的混合物中添加催化剂，所述催化剂与所述缓释型氧化剂质量配比为0.1％～10％，再通过物料输送系统送入烟气循环流化床脱硫塔内对烟气进行脱硫处理。在整个脱硫及灰循环过程中，氧化剂通过缓释氧化与脱硫灰中的亚硫酸钙均匀反应，氧化效果好，对设备腐蚀性小；能够有效降低脱硫灰中亚硫酸钙的含量，不需要再对脱硫灰进行二次处理，有利于脱硫灰的资源化利用；缓释氧化剂与催化剂材料易得，使用安全性高，调节手段灵活，对环境不会造成二次污染。

Description

在线缓释氧化型烟气循环流化床脱硫方法及系统
技术领域
本发明涉及大气污染治理领域，具体涉及一种在线缓释氧化型烟气循环流化床脱硫方法及系统。
背景技术
随着工业化、城镇化进程的加快，我国能源消耗不断增长，由此带来的环境问题日益突出，环保要求逐步提高，大气污染治理是其中重要的一个环节。由于煤炭资源是我国的主要能源，而由燃煤产生的大气污染问题，尤其是SO2排放的治理迫在眉睫。
CFB(循环流化床)脱硫技术是目前运用较为广泛的烟气SO2治理技术，具有SO2脱除效率高且运行稳定的优点，但采用常规CFB循环流化床工艺后的脱硫灰中含有较大比例的亚硫酸钙(＞40％)，其不稳定性导致容易重新分解产生二次污染；脱硫灰用于水泥、制砖等行业会影响产品性能，难以资源化利用。因此，降低脱硫灰中亚硫酸钙含量，提高脱硫灰的利用价值，已成为烟气循环流化床脱硫工艺中尚待解决的一个技术难点。
专利CN 103551022 B公开的一种催化氧化型烟气循环流化床脱硫增效方法中，由于作为氧化剂的双氧水氧化性强，对输送及脱硫设备腐蚀性强；所述的氧化剂、吸水剂等需要在脱硫塔的不同位置送入，系统较复杂，投资及运行成本高；双氧水由于分解迅速，氧化时间短，对脱硫灰中的亚硫酸钙的氧化效果有限，该方法虽然可以增加脱硫效率，但不能解决脱硫灰中亚硫酸钙含量高的问题。
专利CN 105819480 B公开的一种半干法烟气脱硫灰改性处理方法、专利CN107399754 B公开的一种烧结烟气半干法脱硫灰氧化的助氧剂，其中均描述了对脱硫灰氧化处理的方法与思路，但均属于离线处理，即脱硫灰产生后附加工艺处理方法，需要额外增加工艺设备设施，投资成本高；且由于脱硫灰在离线堆积状态下为密相粉态，处理难度大，氧化效果难以保证。
发明内容
本发明是为了解决现有技术中存在的上述技术问题而做出，其目的在于提供一种能在烟气脱硫过程中在线氧化亚硫酸钙(即在脱硫反应及脱硫灰循环的同时，氧化亚硫酸钙为硫酸钙)、氧化时间长、效果好、系统简单可靠的在线缓释氧化型烟气循环流化床脱硫方法及系统。
根据本发明的一个方面，提供一种在线缓释氧化型烟气循环流化床脱硫方法，包括：将缓释型氧化剂与脱硫剂生石灰按质量配比为1％～20％经消化器混合消化，在缓释型氧化剂与脱硫剂生石灰消化后的混合物中添加催化剂，所述催化剂与所述缓释型氧化剂质量配比为0.1％～10％，再通过物料输送系统送入烟气循环流化床脱硫塔内对烟气进行脱硫处理。
根据本发明的另一个方面，提供一种在线缓释氧化型烟气循环流化床脱硫系统，包括脱硫塔、除尘器、物料输送系统、外排灰系统、脱硫剂制备及输送系统，所述脱硫剂制备及输送系统中设置有消化器，缓释型氧化剂加料口设置在消化器的进口，催化剂加料口在消化器的出口，缓释型氧化剂与脱硫剂生石灰按质量配比为1％～20％经消化器混合消化，在缓释型氧化剂与脱硫剂生石灰消化后的混合物中添加催化剂，所述催化剂与所述缓释型氧化剂质量配比为0.1％～10％，再通过物料输送系统送入烟气循环流化床脱硫塔内对烟气进行脱硫处理。
优选地，所述缓释型氧化剂为CaO2。
优选地，所述催化剂为MnO2和CuO中的一种或两种组合。
优选地，所述缓释型氧化剂为固体粉末状，粒径≤1mm。
优选地，所述催化剂为固体粉末状，粒径≤1mm。
优选地，所述缓释型氧化剂和催化剂的添加比例与待脱硫烟气温度呈反比，与待脱硫烟气中SO2浓度呈正比。
本发明的有益效果在于：
1)、本发明将缓释型氧化剂与催化剂添加到传统CFB循环流化床脱硫剂中，在脱硫反应的同时，实现在线氧化亚硫酸钙，无需新增其他设备设施，工艺简单，使用成本低；
2)、本发明利用缓释型氧化剂CaO2，在湿烟气及CFB脱硫增湿的环境下，缓慢分解出氧化性离子，在脱硫塔、除尘、返料系统中均存在氧化作用，反应时间长，对脱硫灰中的亚硫酸钙氧化效果好、对设备腐蚀性小；且氧化反应在脱硫灰流化状态下进行，氧化均匀，避免了离线氧化不均的缺点；
3)、本发明所提出的在缓释型氧化剂与脱硫剂生石灰消化后的混合物中添加催化剂，控制缓释型氧化剂的分解速率，可以根据烟气温度和SO2浓度来调节催化剂的添加量，保证缓释型氧化剂在不同工况下的氧化效果，可操作性强；
4)、本发明所使用的缓释型氧化剂及催化剂，材料易得，使用安全性高、调节手段灵活、对环境不产生二次污染。
具体实施方式
在下面的描述中，出于说明的目的，为了提供对一个或多个实施例的全面理解，阐述了许多具体细节。然而，很明显，也可以在没有这些具体细节的情况下实现这些实施例。
实施例1
待脱硫烟气温度200℃，SO2浓度500mg/Nm3，使用CFB循环流化床脱硫工艺。
在脱硫剂生石灰中添加缓释型氧化剂，缓释型氧化剂与生石灰的质量配比为5％，一同经消化器混合消化，消化后的混合物中添加催化剂，催化剂与缓释型氧化剂质量配比为1％，混合后通过物料输送系统送入烟气循环流化床脱硫塔内。
采用常规循环硫化床和本申请在线缓释氧化型烟气循环流化床脱硫系统对上述待脱硫烟气进行脱硫处理后，脱硫灰中亚硫酸钙含量如下表所示：
表1
Figure GDA0002725740460000041
从上表中可以明显看出，本发明在线缓释氧化型烟气循环流化床脱硫方法及系统在脱硫反应及脱硫灰循环的同时，氧化亚硫酸钙为硫酸钙，本发明脱硫后的脱硫灰中的亚硫酸钙含量远小于常规循环流化床脱硫后的脱硫灰中的亚硫酸钙含量，也就是说本发明氧化效果远好于常规循环流化床脱硫。
实施例2
待脱硫烟气温度120℃，SO2浓度1500mg/Nm3。使用CFB循环流化床脱硫工艺。
在脱硫剂生石灰中添加缓释型氧化剂，缓释型氧化剂与生石灰的质量配比为15％，一同经消化器混合消化，消化后的混合物中添加催化剂，催化剂与缓释型氧化剂质量配比为5％，混合后通过物料输送系统送入烟气循环流化床脱硫塔内。
采用常规循环硫化床和本申请在线缓释氧化型烟气循环流化床脱硫系统对上述待脱硫烟气进行脱硫处理后，脱硫灰中亚硫酸钙含量如下表所示：
表2
Figure GDA0002725740460000051
从上表中可以明显看出，本发明在线缓释氧化型烟气循环流化床脱硫方法及系统在脱硫反应及脱硫灰循环的同时，氧化亚硫酸钙为硫酸钙，本发明脱硫后的脱硫灰中的亚硫酸钙含量远小于常规循环流化床脱硫后的脱硫灰中的亚硫酸钙含量，也就是说本发明氧化效果远好于常规循环流化床脱硫。
尽管前面公开的内容示出了本发明的示例性实施例，但是应当注意，在不背离权利要求限定的范围的前提下，可以进行多种改变和修改。此外，尽管本发明的元素可以以个体形式描述或要求，但是也可以设想具有多个元素，除非明确限制为单个元素。

Claims (3)

1.一种在线缓释氧化型烟气循环流化床脱硫方法，其特征在于，包括：
将缓释型氧化剂与脱硫剂生石灰按质量配比为1％～20％经消化器混合消化，在缓释型氧化剂与脱硫剂生石灰消化后的混合物中添加催化剂，所述催化剂与所述缓释型氧化剂质量配比为0.1％～10％，再通过物料输送系统送入烟气循环流化床脱硫塔内对烟气进行脱硫处理；其中，所述缓释型氧化剂为CaO2，且为固体粉末状，粒径≤1mm；所述催化剂为MnO2和CuO中的一种或两种组合，且为固体粉末状，粒径≤1mm。
2.根据权利要求1所述的在线缓释氧化型烟气循环流化床脱硫方法，所述缓释型氧化剂和催化剂的添加比例与待脱硫烟气温度呈反比，与待脱硫烟气中SO2浓度呈正比。
3.一种在线缓释氧化型烟气循环流化床脱硫系统，其特征在于，包括脱硫塔、除尘器、物料输送系统、外排灰系统、脱硫剂制备及输送系统，所述脱硫剂制备及输送系统中设置有消化器，缓释型氧化剂加料口设置在消化器的进口，催化剂加料口在消化器的出口，缓释型氧化剂与脱硫剂生石灰按质量配比为1％～20％经消化器混合消化，在缓释型氧化剂与脱硫剂生石灰消化后的混合物中添加催化剂，所述催化剂与所述缓释型氧化剂质量配比为0.1％～10％，再通过物料输送系统送入烟气循环流化床脱硫塔内对烟气进行脱硫处理；其中，所述缓释型氧化剂为CaO2，且为固体粉末状，粒径≤1mm；所述催化剂为MnO2和CuO中的一种或两种组合，且为固体粉末状，粒径≤1mm。
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