CN1307923A - 高温等离子体烟气脱硫剂 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种高温等离子体烟气脱硫剂,特别是以金属镁粉为主要成份的烟气脱硫剂。本脱硫剂主要由金属镁、稀土铈氧化物等成份构成,其中各成份的重量百分比分别为65～90%、10～35%。本高温等离子体烟气脱硫剂使用简单,加药量小,运行成本低,约为0.02元RMB/Kw.h,一次性设备投资小。脱硫效率可以达到100%。

Description

高温等离子体烟气脱硫剂
本发明涉及一种高温等离子体烟气脱硫剂，特别是以金属镁粉、稀土铈氧化物为主要成份的烟气脱硫剂。
燃煤电厂等传统上使用的烟气脱硫剂主要是以石灰石、氢氧化钙等为主。芬兰LIFAC法烟气脱硫是向锅炉炉膛内喷射石灰石粉，并在锅炉尾部烟道上增设了一个独立的活化反应器，将炉内未反应的CaO通过雾化水进行活化后，再次脱除烟气中的SO2。美国ABB公司的湿法烟气脱硫是采用石灰石作为吸收剂，与烟气中的SO2反应，生成副产品石膏；而ABB公司的NID系统(新型一体化脱硫系统)是一种半干法烟气脱硫系统，其基本原理是SO2和Ca(OH)2在湿润条件下进行反应，脱硫后的废渣以干态灰渣形式排出。日本研究的电子束烟气脱硫(EBA)是通过电子束照射烟气，使烟气中SO2与照射前加入的脱硫剂NH3进行中和反应，生成(NH4)2SO4，达到固硫、脱硫作用。这些方法所用的脱硫剂虽然易得且价格便宜，然而无论是芬兰LIFAC脱硫或美国ABB公司湿法、半干法脱硫，或是日本电子束烟气脱硫(EBA)，虽然脱硫效率可达到75％以上，但脱硫系统装置庞大，石灰石制粉制浆装置、氧化吸收装置、物料输送装置、电子束发生装置等设备操作复杂，且占地面积大、加药量大，因而一次性投资大(约占机组投资的15～20％)，运行成本高(约为0.045元RMB/KW.h)，所以在实际应用中受到很大的限制。
本发明的目的是提供一种更为有效的锅炉排放烟气SO2脱除剂，使脱硫效率提高，降低设备投资和运行成本。
本发明的高温等离子体烟气脱硫剂主要由金属镁、稀土铈氧化物构成，它们的重量百分比分别是65～90％、10～35％；由于金属镁和稀土铈氧化物价格比较高，可用10～25％氧化镁、5～15％碳酸镁代替部分金属镁，用3～7％三氧化二铁代替部分稀土铈氧化物；上述各成份均被粉碎成140-280目大小，混合在一起即制得本发明的高温等离子体烟气脱硫剂。
采用高温等离子体烟气脱硫剂进行烟气脱硫，在方法上属于干法脱硫，因而无需庞大的烟气活化反应装置。将本高温等离子体烟气脱硫剂利用高温等离子反应器喷入锅炉炉膛内或锅炉尾部烟道烟气中，它会产生大量化学反应活性很强的新生离子态脱硫剂，同时也会生成催化剂，在烟气中与气态SO2迅速反应，生成稳定的固态盐类物质，随烟尘在除尘器中被除去。其反应除发生常规反应外，还发生如下反应：高温等离子体烟气脱硫剂→(M)*(新生态脱硫剂)+C(催化剂) 由于本高温等离子体烟气脱硫剂能够产生化学反应活性很强的新生态脱硫剂，并且会生成催化剂，因此它的药剂利用效率高，加药量减小。
本发明与现有的传统脱硫剂相比较具有以下优点：加药装置简单，无需庞大的制粉制浆系统及回收系统，只利用高温等离子反应器将高温等离子体烟气脱硫剂直接喷入锅炉炉膛内或尾部烟道烟气中即可达到脱除SO2的目的，其脱硫效率在合适的加药量下可达到100％。高温等离子体烟气脱硫剂使用简单，加药量小，运行成本低，约为0.02元RMB/Kw.h，一次性设备投资小(100MW机组约需RMB3000万元)，占地面积小，因而易于推广使用。
实施例：
将60公斤金属镁、20公斤氧化镁、12公斤碳酸镁、5公斤三氧化二铁、3公斤稀土铈氧化物粉碎成140-280目大小，混合均匀即制成100公斤本发明的高温等离子体烟气脱硫剂。经试验得出下面的结果：
1.试验机组为25MW中压机组，锅炉蒸发量140t/h，燃煤硫含量1.5％左右，烟气中SO2含量在1200～1400mg/Nm3范围内。从锅炉尾部烟道除尘器前接入试验用旁路系统，烟气流量Q＝2200～3000Nm3/h，烟气流速v＝7～13m/s，烟气温度T＝70～90℃，脱硫剂选用本高温等离子体烟气脱硫剂。利用高温等离子反应器将脱硫剂喷入烟气中，同时监测烟气温度、流速和含量。脱硫剂的加药量为3g/min时，脱硫效率可以达到50％；脱硫剂的加药量为6g/min时，脱硫效率可以达到80％；脱硫剂的加药量为8g/min时，脱硫效率可以达到100％，并且能够持续稳定。当脱硫剂的加药量由8g/min减小到6g/min时，脱硫效率又降低到80％左右。
2.试验机组为25MW中压机组，锅炉蒸发量140t/h，燃煤硫含量1.5％左右，试验期间锅炉燃煤量为18t/h，烟气中SO2含量在1200～1400mg/Nm3范围内。将本脱硫剂通过高温等离子反应器喷入锅炉炉膛内，加药量为22Kg/h，连续检测除尘器出口SO2含量，平均脱硫效率在95％以上。

Claims (2)

1、一种高温等离子体烟气脱硫剂，其特征在于它主要由金属镁、稀土铈氧化物构成，它们的重量百分比分别是65～90％、10～35％；上述各成份均被粉碎成140-280目大小，混合在一起即制得本发明的高温等离子体烟气脱硫剂。
2、根据权利要求1所述的高温等离子烟气脱硫剂，其特征在于可用10～25％氧化镁、5～15％碳酸镁代替部分金属镁，用3～7％三氧化二铁代替部分稀土铈氧化物。
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