CN113684077A - 一种减少烟气中硫含量的煤炭处理方法 - Google Patents

一种减少烟气中硫含量的煤炭处理方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及煤炭处理技术领域，尤其涉及一种减少烟气中硫含量的煤炭处理方法。包括：步骤S1：将原煤磨成粉末，获得煤粉；步骤S2：将所述煤粉与多孔吸附小球混合，所述煤粉自然填充到所述多孔吸附小球的通道中，获得煤粉小球；步骤S3：将所述煤粉小球投入锅炉炉膛充分燃烧，所述多孔吸附小球不可燃，在所述煤粉小球燃烧时吸收部分硫组分，烟气中硫含量得到有效降低；步骤S4：将燃烧后的所述多孔吸附小球排出，浸泡在碱液中，除去吸收的硫组分，获得再生。本发明能有效地减少烟气中硫含量，降低脱硫塔处理压力，并增强燃烧效率。

Description

一种减少烟气中硫含量的煤炭处理方法
技术领域
本发明涉及煤炭处理技术领域，尤其涉及一种减少烟气中硫含量的煤炭处理方法。
背景技术
火力发电(thermal power，thermoelectricity power generation)，利用可燃物在燃烧时产生的热能，通过发电动力装置转换成电能的一种发电方式。中国的煤炭资源丰富，1990年产煤10.9亿吨，其中发电用煤仅占12％。火力发电仍有巨大潜力。
多数火电厂采用煤炭作为一次能源，利用皮带传送技术，向锅炉输送经处理过的煤粉，煤粉燃烧加热锅炉使锅炉中的水变为水蒸汽，经一次加热之后，水蒸汽进入高压缸。为了提高热效率，应对水蒸汽进行二次加热，水蒸汽进入中压缸。通过利用中压缸的蒸汽去推动汽轮发电机发电。从中压缸引出进入对称的低压缸。已经作过功的蒸汽一部分从中间段抽出供给炼油、化肥等兄弟企业，其余部分流经凝汽器水冷，成为40度左右的饱和水作为再利用水。40度左右的饱和水经过凝结水泵，经过低压加热器到除氧器中，此时为160度左右的饱和水，经过除氧器除氧，利用给水泵送入高压加热器中，其中高压加热器利用再加热蒸汽作为加热燃料，最后流入锅炉进行再次利用。以上就是一次生产流程。
煤粉炉燃烧用的煤粉是由磨煤机将煤炭磨成的不规则的细小煤炭颗粒，通常保持其颗粒平均在0.05～0.01mm，其中20～50μm以下的颗粒占绝大多数。由于煤粉颗粒很小，表面很大，故能吸附大量的空气，且具有一般固体所未有的性质——流动性。煤粉的粒度越小，含湿量越小，其流动性也越好。燃烧方面也希望煤粉磨得更细，这样可以适当减少送风量。但煤粉的颗粒过于细小，则会产生煤粉自流现象，使给煤机工作特性不稳，给锅炉运行的调整操作造成困难。另外煤粉与氧气接触而氧化，在一定条件下可能发生煤粉自燃。
目前脱硫方法一般有燃烧前、燃烧中和燃烧后脱硫等三种。随着工业的发展和人们生活水平的提高，对能源的渴求也不断增加，燃煤烟气中的SO2已经成为大气污染的主要原因。减少SO2污染已成为当今大气环境治理的当务之急。不少烟气脱硫工艺已经在工业中广泛应用，其对各类锅炉和焚烧炉尾气的治理也具有重要的现实意义。
其中燃烧后脱硫，又称烟气脱硫(Flue gas desulfurization，简称FGD)，是目前最常用的脱硫技术。但该方法几乎完全依靠燃烧后的脱硫塔对烟气中的硫组分进行吸收处理，如果烟气中的硫组分含量过大，就会导致脱硫塔有较大的处理压力甚至超负荷转运。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种减少烟气中硫含量的煤炭处理方法。
一种减少烟气中硫含量的煤炭处理方法，包括：
步骤S1：将原煤磨成粉末，获得煤粉；
步骤S2：将所述煤粉与多孔吸附小球混合，所述煤粉自然填充到所述多孔吸附小球的通道中，获得煤粉小球；
步骤S3：将所述煤粉小球投入锅炉炉膛充分燃烧，所述多孔吸附小球不可燃，在所述煤粉小球燃烧时吸收部分硫组分，烟气中硫含量得到有效降低；
步骤S4：将燃烧后的所述多孔吸附小球排出，浸泡在碱液中，除去吸收的硫组分，获得再生。
优选的，所述多孔吸附小球通过如下方式制备，包括：
A、将氧化锆、聚乙烯醇、磷酸二氢铝、丙烯酸酰胺加入到搅拌机中，混合搅拌均匀，获得混合物A；
B、将钛酸四丁酯和无水乙醇混合搅拌，保持搅拌并缓慢滴加去离子水，待形成凝胶后继续搅拌，获得混合物B；
C、将所述混合物A和所述混合物B混合搅拌均匀，之后加入多孔碳做为模板剂，继续搅拌，获得混合物C；
D、将所述混合物C放入压球机中压制成小球；
E、将所述小球烧结，获得所述多孔吸附小球。
优选的，所述多孔吸附小球通过如下方式制备，包括：
A、将氧化锆、聚乙烯醇、磷酸二氢铝、丙烯酸酰胺按质量比10:1:3:2加入到搅拌机中，在200～300rpm下混合搅拌2.5h，获得混合物A；
B、将钛酸四丁酯和无水乙醇按质量比1：2～3在100～200rpm下混合搅拌1h，保持搅拌并缓慢滴加去离子水，待形成凝胶后继续搅拌0.5h，获得混合物B；
C、将所述混合物A和所述混合物B按质量比3～5：1在500～800rpm下混合搅拌2h，之后加入混合物质量0.5倍的多孔碳做为模板剂，继续搅拌1h，获得混合物C；
D、将所述混合物C放入压球机中，在压力10t-20t下压制成小球；
E、将所述小球，在980～1100℃中烧结成型，获得所述多孔吸附小球。
优选的，步骤S1中，所述原煤使用磨煤机磨成粉末，粒径为10～20um。
优选的，步骤S1中，所述原煤包括优混、神混、伊泰、华能混、蒙混、哥伦比亚煤、国产煤、印尼煤、褐煤中的一种或多种。
优选的，步骤S2中，所述煤粉与所述多孔吸附小球混合搅拌的时间为2～3h，转速为1000～1200rpm。
优选的，步骤S2完成后，进入步骤S3或将所述煤粉小球储存备用。
优选的，步骤S4中，将燃烧后的所述多孔吸附小球排出，浸泡在石灰水中，除去吸收的硫组分，之后经过洗涤、烘干，获得再生，再投入到步骤S2中。
实施本发明，具有如下有益效果：
现有煤粉以20～50um的颗粒居多，过小的粒径容易发生煤粉自流现象，而本发明煤粉的粒径可达到10～20um甚至更低，煤粉粒径更低燃烧效率更高。通过煤粉与多孔吸附小球混合，煤粉自然填充到多孔吸附小球的通道中，获得煤粉小球，实际颗粒变大，能有效地防止煤粉自流现象的发生。更重要的是，通过煤粉与多孔吸附小球混合，煤粉在燃烧过程中的硫组分会有一大部分被多孔吸附小球吸附锁住，大大减少了烟气中的硫含量，降低了后续脱硫塔的处理压力。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。
实施例一
一种减少烟气中硫含量的煤炭处理方法，包括：
步骤S1：将褐煤磨成粉末，使用磨煤机磨成粉末，粒径为10～20um，获得煤粉；
步骤S2：将煤粉与多孔吸附小球混合，搅拌的时间为2h，转速为1200rpm，煤粉自然填充到多孔吸附小球的通道中，获得煤粉小球，进入步骤S3或将煤粉小球储存备用；
步骤S3：将煤粉小球投入锅炉炉膛充分燃烧，多孔吸附小球不可燃，在煤粉小球燃烧时吸收部分硫组分，烟气中硫含量得到有效降低；
步骤S4：将燃烧后的多孔吸附小球排出，浸泡在碱液中，除去吸收的硫组分，将燃烧后的多孔吸附小球排出，浸泡在石灰水中，除去吸收的硫组分，之后经过洗涤、烘干，获得再生，再投入到步骤S2中。
多孔吸附小球通过如下方式制备，包括：
A、将氧化锆、聚乙烯醇、磷酸二氢铝、丙烯酸酰胺按质量比10:1:3:2加入到搅拌机中，在200rpm下混合搅拌2.5h，获得混合物A；
B、将钛酸四丁酯和无水乙醇按质量比1：2在100rpm下混合搅拌1h，保持搅拌并缓慢滴加去离子水，待形成凝胶后继续搅拌0.5h，获得混合物B；
C、将混合物A和混合物B按质量比3：1在500rpm下混合搅拌2h，之后加入混合物质量0.5倍的多孔碳做为模板剂，继续搅拌1h，获得混合物C；
D、将混合物C放入压球机中，在压力10t下压制成小球；
E、将小球，在980℃中烧结成型，获得多孔吸附小球。
经测试，与直接燃烧褐煤煤粉相比，烟气中的硫含量减少30～40％，燃烧效率提高1％～1.5％。
实施例二
一种减少烟气中硫含量的煤炭处理方法，包括：
步骤S1：将华能混煤磨成粉末，使用磨煤机磨成粉末，粒径为10～20um，获得煤粉；
步骤S2：将煤粉与多孔吸附小球混合，搅拌的时间为3h，转速为1000rpm，煤粉自然填充到多孔吸附小球的通道中，获得煤粉小球，进入步骤S3或将煤粉小球储存备用；
步骤S3：将煤粉小球投入锅炉炉膛充分燃烧，多孔吸附小球不可燃，在煤粉小球燃烧时吸收部分硫组分，烟气中硫含量得到有效降低；
步骤S4：将燃烧后的多孔吸附小球排出，浸泡在碱液中，除去吸收的硫组分，将燃烧后的多孔吸附小球排出，浸泡在石灰水中，除去吸收的硫组分，之后经过洗涤、烘干，获得再生，再投入到步骤S2中。
多孔吸附小球通过如下方式制备，包括：
A、将氧化锆、聚乙烯醇、磷酸二氢铝、丙烯酸酰胺按质量比10:1:3:2加入到搅拌机中，在300rpm下混合搅拌2.5h，获得混合物A；
B、将钛酸四丁酯和无水乙醇按质量比1：2在200rpm下混合搅拌1h，保持搅拌并缓慢滴加去离子水，待形成凝胶后继续搅拌0.5h，获得混合物B；
C、将混合物A和混合物B按质量比3：1在800rpm下混合搅拌2h，之后加入混合物质量0.5倍的多孔碳做为模板剂，继续搅拌1h，获得混合物C；
D、将混合物C放入压球机中，在压力20t下压制成小球；
E、将小球，在1100℃中烧结成型，获得多孔吸附小球。
经测试，与直接燃烧华能混煤煤粉相比，烟气中的硫含量减少20～25％，燃烧效率提高1％～1.5％。
当然上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明主要技术方案的精神实质所做的修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种减少烟气中硫含量的煤炭处理方法，其特征在于，包括：
步骤S1：将原煤磨成粉末，获得煤粉；
步骤S2：将所述煤粉与多孔吸附小球混合，所述煤粉自然填充到所述多孔吸附小球的通道中，获得煤粉小球；
步骤S3：将所述煤粉小球投入锅炉炉膛充分燃烧，所述多孔吸附小球不可燃，在所述煤粉小球燃烧时吸收部分硫组分，烟气中硫含量得到有效降低；
步骤S4：将燃烧后的所述多孔吸附小球排出，浸泡在碱液中，除去吸收的硫组分，获得再生。
2.根据权利要求1所述减少烟气中硫含量的煤炭处理方法，其特征在于，所述多孔吸附小球通过如下方式制备，包括：
A、将氧化锆、聚乙烯醇、磷酸二氢铝、丙烯酸酰胺加入到搅拌机中，混合搅拌均匀，获得混合物A；
B、将钛酸四丁酯和无水乙醇混合搅拌，保持搅拌并缓慢滴加去离子水，待形成凝胶后继续搅拌，获得混合物B；
C、将所述混合物A和所述混合物B混合搅拌均匀，之后加入多孔碳做为模板剂，继续搅拌，获得混合物C；
D、将所述混合物C放入压球机中压制成小球；
E、将所述小球烧结，获得所述多孔吸附小球。
3.根据权利要求2所述减少烟气中硫含量的煤炭处理方法，其特征在于，所述多孔吸附小球通过如下方式制备，包括：
A、将氧化锆、聚乙烯醇、磷酸二氢铝、丙烯酸酰胺按质量比10:1:3:2加入到搅拌机中，在200～300rpm下混合搅拌2.5h，获得所述混合物A；
B、将钛酸四丁酯和无水乙醇按质量比1：2～3在100～200rpm下混合搅拌1h，保持搅拌并缓慢滴加去离子水，待形成凝胶后继续搅拌0.5h，获得所述混合物B；
C、将所述混合物A和所述混合物B按质量比3～5：1在500～800rpm下混合搅拌2h，之后加入混合物质量0.5倍的多孔碳做为模板剂，继续搅拌1h，获得所述混合物C；
D、将所述混合物C放入压球机中，在压力10t-20t下压制成所述小球；
E、将所述小球，在980～1100℃中烧结成型，获得所述多孔吸附小球。
4.根据权利要求1所述减少烟气中硫含量的煤炭处理方法，其特征在于，步骤S1中，所述原煤使用磨煤机磨成粉末，粒径为10～20um。
5.根据权利要求1所述减少烟气中硫含量的煤炭处理方法，其特征在于，步骤S1中，所述原煤包括优混、神混、伊泰、华能混、蒙混、哥伦比亚煤、国产煤、印尼煤、褐煤中的一种或多种。
6.根据权利要求1所述减少烟气中硫含量的煤炭处理方法，其特征在于，步骤S2中，所述煤粉与所述多孔吸附小球混合搅拌的时间为2～3h，转速为1000～1200rpm。
7.根据权利要求1所述减少烟气中硫含量的煤炭处理方法，其特征在于，步骤S2完成后，进入步骤S3或将所述煤粉小球储存备用。
8.根据权利要求1所述减少烟气中硫含量的煤炭处理方法，其特征在于，步骤S4中，将燃烧后的所述多孔吸附小球排出，浸泡在石灰水中，除去吸收的硫组分，之后经过洗涤、烘干，获得再生，再投入到步骤S2中。
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