CN1330411C - 灰渣再活化 - Google Patents

灰渣再活化 Download PDF

Info

Publication number
CN1330411C
CN1330411C CNB038062844A CN03806284A CN1330411C CN 1330411 C CN1330411 C CN 1330411C CN B038062844 A CNB038062844 A CN B038062844A CN 03806284 A CN03806284 A CN 03806284A CN 1330411 C CN1330411 C CN 1330411C
Authority
CN
China
Prior art keywords
ash
lime
water
coal
grinding
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CNB038062844A
Other languages
English (en)
Other versions
CN1642633A (zh
Inventor
奥莱·特拉斯
爱德华多·甘多尔菲
爱德华·约翰·安东尼
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
The queen of Canada, represented by the Minister for natural resources
Original Assignee
奥莱·特拉斯
爱德华多·甘多尔菲
爱德华·约翰·安东尼
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 奥莱·特拉斯, 爱德华多·甘多尔菲, 爱德华·约翰·安东尼 filed Critical 奥莱·特拉斯
Publication of CN1642633A publication Critical patent/CN1642633A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN1330411C publication Critical patent/CN1330411C/zh
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/30—Processes for preparing, regenerating, or reactivating
    • B01J20/3028—Granulating, agglomerating or aggregating
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/02—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material
    • B01J20/04—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising compounds of alkali metals, alkaline earth metals or magnesium
    • B01J20/041—Oxides or hydroxides
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/02—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material
    • B01J20/20—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising free carbon; comprising carbon obtained by carbonising processes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/30—Processes for preparing, regenerating, or reactivating
    • B01J20/3007—Moulding, shaping or extruding
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/30—Processes for preparing, regenerating, or reactivating
    • B01J20/3021—Milling, crushing or grinding
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/30—Processes for preparing, regenerating, or reactivating
    • B01J20/34—Regenerating or reactivating
    • B01J20/3416—Regenerating or reactivating of sorbents or filter aids comprising free carbon, e.g. activated carbon
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2220/00—Aspects relating to sorbent materials
    • B01J2220/40—Aspects relating to the composition of sorbent or filter aid materials
    • B01J2220/48—Sorbents characterised by the starting material used for their preparation
    • B01J2220/4875—Sorbents characterised by the starting material used for their preparation the starting material being a waste, residue or of undefined composition
    • B01J2220/4887—Residues, wastes, e.g. garbage, municipal or industrial sludges, compost, animal manure; fly-ashes

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Solid Fuels And Fuel-Associated Substances (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)

Abstract

在流化床燃烧体系内硫的控制包括向燃烧器中添加钙源，以便钙可与硫结合。来自于这种燃烧的灰渣常常含有未与硫化合物结合的显著大量的钙。本发明教导了通过在强制传送的研磨机内用水研磨灰渣，从而再活化该灰渣的方法。研磨机引起灰渣同时经历研磨和水合，使钙转化成氢氧化钙。有利地，在研磨之后，将干燥剂添加到研磨的水合灰渣中，以促进可接受地易碎的粒料形成，进而增加可获得用于与硫反应的钙量。本发明特别有利的方面包括使用否则成为废物的湿煤浆料作为将与灰渣一起研磨的水源。浆料的煤含量然后形成额外的燃料用于燃烧工艺。这将以前的废物转化成有价值的可用原料。

Description

灰渣再活化
发明领域
本发明涉及在流化床燃烧体系中燃料燃烧的领域，特别地，本发明涉及为控制硫氧化物的目的在流化床燃烧器中使用的灰渣的再活化。本发明的一方面包括使用湿的微粒煤作为燃料源用于这种流化床燃烧器。
发明背景
流化床燃烧器，不管是循环、鼓泡、加压，还是在大气压下，通过使用硫吸收剂，具有就地捕获二氧化硫的能力，所述硫吸收剂典型地或者是方解石型石灰石或者是白云石。已考虑过其它吸收剂，但特别地在吸收剂将不再生的情况下，价格和可获得程度有利于钙基吸收剂。
一般地，流化床燃烧器包括藉助下述总反应的硫捕获：
CaCO3＝CaO+CO2          ΔH＝182.1kJ/gmol
CaO+SO2+1/2O2＝CaSO4    ΔH＝481.4kJ/gmol
第一反应是吸热的，而第二反应是放热的。在加压体系中，没有发生CaCO3的焙烧。此处基本反应是：
CaCO3+SO2+1/2O2＝CaSO4+CO2
该反应是放热的。
若使用白云石型石头，则反应是：
CaMg(CO3)2＝CaCO3MgO+CO2
CaCO3MgO+SO2+1/2O2＝CaSO4MgO+CO2
硫化反应决不是定量的；典型地获得30-45％CaO转化率。实际上，当被转化成CaSO4时必须焙烧2至3倍多的CaCO3。石灰石的这一相对低的利用率是该技术的主要局限之一。
由于必须使用比有效转化成CaSO4多如此之多的石灰石，因此来自这种燃烧器的灰渣含有未反应成硫酸钙的大量钙。已知希望再活化该灰渣，以便可使钙被用于转化成硫酸钙。采取其它方式意味着必须供给燃烧器较大量的石灰石，这会损害其效率。
尽管公知希望再活化灰渣，但仍需要研究再活化这种灰渣的其它机理。因此，本发明的目的是为了降低从这种燃烧器中二氧化硫的释放，提供再活化灰渣的体系，以便它可在硫化反应中发生。
煤，当燃烧时，常常牵涉煤的洗涤工艺。典型地，在煤洗涤工艺中，降低煤颗粒的尺寸到数量级为直径为2英寸或至少1/4-英寸和更大的碎片。可藉助浮选和通过干燥煤，以回收来自这一工艺中的微粒。典型地，湿的微粒煤认为不具有经济价值。干燥湿的微粒煤非常昂贵，且这一工艺中回收的细粉难以处理。因此，普遍的做法是简单地倾倒湿的微粒煤到煤渣池和类似地方内。尽管已知微粒煤存在于这种池内，但迄今为止尚没有满意的经济方法回收煤和使用该微粒煤作为燃料来源。
基本上，开发能将湿的微粒煤用作原料来源的方法将是所需的。
根据本发明的另一方面，可通过结合湿的微粒煤和灰渣，将湿的微粒煤用作燃料来源。
发明概述
根据本发明，再活化供料到燃烧器内的灰渣以便再活化的灰渣可用作硫的吸收剂的方法包括获得一定量的待活化的灰渣的步骤。该方法还包括获得一定量的水。研磨所述灰渣和水，以便用所述一定量的水同时研磨和水合所述一定量的灰渣，其中在大气压下，且在没有加热的情况下，同时进行研磨。
在特别优选的实施方案中，本发明进一步包括在研磨灰渣和水之后添加干燥剂的步骤。更优选，在同时研磨和水合状态之中存在的水量超过水合灰渣所要求的化学计量用量。
优选在具有强制传送(positive transport)能力的研磨机内进行该方法。更优选水在研磨机内的存在量为干燥灰渣重量的至少30％。
根据本发明另一方面，本发明包括使用湿的微粒煤作为燃烧器的原料。该方法包括获得具有过量水在其中的湿微粒煤的步骤。该方法还包括获得灰渣的供应。该方法包括在大气压下且在没有加热的情况下，同时研磨湿的微粒煤和灰渣的混合物，以水合灰渣。更优选，该方法包括在完成灰渣和湿的微粒煤的研磨之后添加干燥剂。
现结合下述说明和本发明一些实施方案的例举实施例来描述本发明。
流化床燃烧提供燃烧含碳燃料供能量产生的方便设备。当煤或石油焦炭燃烧时，必须捕获释放的硫氧化物。这通过添加石灰石到床内进行，这提供热稳定性和捕获硫的手段。首先焙烧石灰石，
CaCO3→CaO+CO2
然后硫酸化
CaO+SO2+1/2O2→CaSO4
几乎所有石灰石被焙烧，但仅仅30-45％被硫酸化。因此，若可再利用残留的氧化钙，则将节约能源(焙烧反应吸热)，消耗较少的石灰石，产生较少的二氧化碳(温室气体)和弃置较少的灰渣。这概述了灰渣或吸收剂再活化的动机。
已提出许多技术用于灰渣的再活化。这些包括干燥研磨，开放颗粒表面，以便使之更加可接近，用小于化学计量的水研磨，以便获得干燥粉末作为反应性稍微较高的产品，并使用CERCHAR水化器完成水合。CaO的水合产生Ca(OH)2，Ca(OH)2与SO2具有较高的反应程度，产生硫酸钙。以前已经建立了吸收剂的利用率基本上是水合程度的线性函数，从而暗示完全水合将产生最具有反应性的再生吸收剂。
根据本发明，该方法包括同时研磨和水合灰渣。在大气压下和在没有添加热量以及在过量水引发水合的情况下进行研磨，研磨牵涉机械作用和刚刚生成的表面与水的充分接触这两方面。水合是强放热反应，一旦引发，将快速进行到完成。若使该湿的研磨水合混合物静置，它将经历相对慢的自胶接反应和硬化。为了避免自胶接反应，理想地干燥研磨的混合物。这可通过在合适的一段时间之后添加石灰石、灰渣或煤到湿混合物中来进行。然后粒化已基本上干燥的混合物，而自胶接反应大大地下降的效果有助于保持粒料的强度足以供随后的容易处理。
由于水合材料相对干燥，自胶接反应产生相对开放、相对容易破碎，但可处理的粒料。由于粒料相对开放，可获得足够大的面积，以便可获得钙用于硫的还原，而不是仅在外表面上。若粒料材料没有干燥，则所得产品非常坚硬，和不可能容易地破碎。尽管可处理它，但许多的钙含量不可能用于硫还原的目的。因此，干燥水含量到其中发生一定的自胶接但所得粒料不是混凝土状坚硬产品而是易碎的开放产品的程度。
在本发明的一个实施方案中，添加新鲜的石灰石以制造粒料，和石灰石的颗粒表面和孔吸收大多数过量的水。选择所使用的新鲜石灰石的用量，以便得到良好的含湿量供粒化。
典型地，具有较大平均粒径的底部灰渣将用于再活化。根据本发明另一实施方案，为干燥混合物而添加的材料是与烟气一起留下的粉煤灰。其平均粒径低得多，和与底部灰渣相比，它通常含有较少没有利用的氧化钙。由于它的高表面积，它容易吸收过量水且也确实稍微水合，从而提供吸水以外的一些价值，并进而证明它的处理和再利用是合算的。
在本发明的优选实施方案中，在FBC沸腾器(boiler)中使用的煤、燃料也用作吸水添加剂。无论如何，它必须被供料到沸腾器内，和当与再活化的灰渣一起粒化时，提供燃料与吸收剂的紧密接触。优选相对微细的煤。由于在煤和再生灰渣的燃烧过程中紧密相邻，所以有可能发生改进的吸收剂利用率。石油焦炭也可用作添加剂，尤其若它是在沸腾器内使用的燃料的话。
除了以上特定的添加剂之外，许多干燥、可燃废料可用作吸水添加剂。这些包括废物和废渣得到的燃料(RDF)；确实，可燃废料如纤维素(例如锯屑)可以以这一方式与煤作为主要FBC燃料使用。
本发明的一个方面是，在粒化之中和(不久)之后，随着胶接反应发生，处理问题大大地下降。粒料不要求特殊的尺寸或其它特征性能，只要它们可容易地供料到沸腾器中即可。从而消除废料中的任何微粒，否则这些微粒可能会快速地被吹出。
根据本发明，在具有强制传送能力的研磨机内同时进行研磨和水合，因为这种研磨机可处理较厚、更粘稠的材料和仍输送材料穿过研磨机。
若研磨物质，当材料正被研磨时其粘度是严重关心的问题，和所使用的研磨机必须能处理当将其引入到研磨机内原样地处于任何状态下和在研磨机内发生的任何工艺过程中视具体情况处于任何状态下的材料。因此，典型地，非常干燥和粉末状的材料作为干燥材料可被大多数研磨机处理。此外，大多数研磨机可处理浆料，也就是说，若在材料内存在非常高比例的液体，和若该材料保持相对低粘度的液体状态，则材料可容易地穿过研磨机。然而，大多数研磨机具有中间范围，在该范围内，材料比干燥的材料湿但尚未湿到足以称为浆料。其稠度为糊状的这种材料不容易在研磨机内受到处理的影响。在诸如这一情况之类的情况下，一些可用的水将被水合反应吸收，进而降低浆料内的水。另外，一些可用的水将开始参与胶接反应。因此，当材料被研磨时，材料将变得更粘稠和因此可能更难以在研磨机内处理。有利地，在提供强制传送的机器内进行本申请的方法。术语强制传送用于指在研磨机内机械部件的排列和/或研磨机的取向，连同它的结构组件导致在研磨机内的材料上产生强制力，使它朝研磨机出口移动的研磨机。这有助于使得能在研磨机内处理更粘稠的材料。
Szego MillTM，一种具有螺旋开槽辊压机的行星式环辊研磨机，确实提供穿过研磨机的强制传送。在高的固体浓度下它的特定场所(niche)在于湿式研磨。30％(重量)灰渣，添加水合残留氧化钙的化学计量所要求的大致2倍的水，使得Szego Mill有效地工作。
我们已经测定为了使材料成为被Szego Mill处理的充分的流体，在被研磨的材料内必须存在灰渣重量至少20％的水。具有较少水的任何材料将太粘，以致于不可成功地用Szego Mill处理。当Szego Mill具有特殊有效的强制传送时，对于其它类型研磨机来说可能要求的水量有可能较高且将取决于进行该工艺所使用的特定研磨机。
迄今为止，来自煤制备车间的湿微粒煤典型地被认为是垃圾和废料，常常被倾倒在煤渣池内，这是因为为了利用它，必须首先干燥它。当利用浮选回收该微粒材料中的一些(-28目)时，或者离心或者过滤该产品，得到湿饼。该湿饼典型地含有35-40％重量的湿气。热干燥过于昂贵，和当煤用户既不想要多尘的干燥煤，也不想要发粘的湿微粒煤时，其中的大多数从未回收过。因此，湿的微粒煤常常收集在煤渣池内且从未用作燃料。
根据本发明，该湿的微粒煤可与待循环的灰渣结合。将二者以合适的比例供料到Szego Mill中，以便煤内的水充当灰渣水合用水。当Szego Mill提供紧密接触和在辊压机压制下，将水从煤中挤出进入灰渣孔内时，存在同时的研磨和水合，这是因为这些孔因研磨作用导致开放，这反过来引发快速的水合所致。
因此，湿的微粒煤主要用作水合灰渣中CaO的水源。浆料中的煤部分是可在燃烧器内燃烧的燃料。因此，前一废物可有效地在此处所述的灰渣再生工艺中使用，和另外煤含量是一种有用的燃料添加剂。
当确定将要使用的煤/灰渣比例时，重要的因素是灰渣内游离氧化钙的含量。当使用煤水浆料提供水合用水和研磨目的时，进入煤内的水含量是重要的因素。湿气/煤比例有时根据百分数和有时根据比例来区分。因此，35％的湿气含量是指在100重量单位的样品内，35重量单位为水和65重量单位为煤。这得到的比例为0.35∶0.65或0.54。在滤饼内可获得比例为0.54的煤。湿煤内的湿气含量可往上变化，在离心产品内达到40％(对于0.67的比例)，经对于在浆化并泵送之后从煤渣池内回收的微粒煤的50％(或1.0的比例)，到从浮选装置中获得的煤来说的约60％(也就是说比例为1.5)，到对于来自煤沉淀车间的流出液的煤来说高达80％(也就是说比例为4)或更高。
如上所述，待添加到干燥灰渣内的水量必须高到足以允许所需的研磨机处理混合物。存在的水起到数种目的的作用。首先，水可用于水合氧化钙。第二，水用于冷却产品，亦即通过蒸发冷却。没有用于水合氧化钙或在冷却产品中没有蒸发的其余水作为水残留在研磨的混合物内，排出研磨机。所述其余的水可用于参与胶接反应和可导致不可接受的坚固坚硬粒料。因此，若可获得过量水，则可充分要求该水被如上所述的一些类型的干燥材料吸收。
与Szego Mill一起使用的下述分析用于阐述可如何计算煤和水的用量，以满足工艺和设备的需要。在Szego Mill上的实验工作已确立起为了成功地研磨灰渣，必须以0.2或更高的比例存在水。为了在相同的Szego Mill内研磨煤，必须以0.4的比例存在水。若存在不足量的水，则混合物为过分的糊状和在Szego Mill内将不是合格地可处理的。在不具有与Szego Mill相同传送能力的其它研磨机内，将要求甚至更多的水。
为了阐述煤水的所需用量，认为存在可用的煤/水浆料来源，它为50∶50重量或比例为1的混合物。然后可计算满足水要求的1.0比例的湿煤的优选用量。比例为1的浆料可认为含有100重量单位的煤，还具有100重量单位的水。当Szego Mill要求40重量单位的水供100重量单位煤可接受地操作时，为其它目的可使用的水量为100-40(100less 40)重量单位。在Szego Mill内成功地处理灰渣所要求的水量为20％。因此，由下式给出了在干燥煤内必须可获得的水量：干燥煤×(100-40)＝灰渣×20。这分解为：
干燥煤/灰渣＝20/60或者1/3
这反过来意味着：
湿煤/灰渣＝2/3
这表示使得混合物在Szego Mill内可接受地处理的最小水量，即对于每3重量单位的灰渣，该方法应当包括至少2重量单位比例为1.0的湿微粒煤。
在可能不那么模糊的情况下，也就是说，在更容易操作的范围内，可能希望具有比以上刚刚讨论的最小值多50％的水。若考虑到这一所需的情况，则干燥煤对灰渣的用量将为：
30/60＝1/2
这意味着在仍假设所使用的煤浆料的比例为1.0的情况下，湿煤对灰渣的比例将为1.0，这反过来意味着将混合等重量用量比例为1.0的湿煤对相同重量的干燥灰渣并供料到研磨机内。
在以上刚刚提出的情况下，认为灰渣含有30％游离氧化钙。其它70％为惰性物质可以是合理的。氧化钙的水合方程式为：
CaO+H2O＝Ca(OH)2+65.3kJ/mol
因此，基于水和氧化钙的分子量，这将要求等于灰渣重量10％的水量。水合热足以蒸发多达1.6倍的水。然后假设稍微小于2/3的水被蒸发以吸收热量，其余通过合理的传热损失，则使用干燥灰渣重量约20％的水量，和水或在水合反应中或蒸发损失。然后残留的水是干燥重量的19％或约16％的湿气。这一数值是实现如上所述可接受的粒化的相当好的数值。这种粒料对于处理目的和产生合理地开放的粒料(在该粒料内可得到钙，进行硫的捕获)二者来说均是可接受的。然而，可能在这一附聚粒化步骤最后，方便地添加小量百分数的干物质，以便防止粒料彼此粘在一起。若使用更多的湿灰渣，则必须添加更多干燥的材料。因此，为了确定与灰渣混合的湿微粒煤的相对量，知道在灰渣内氧化钙的含量以及考虑在将使用的湿煤内的湿气含量将是所需的。
通过实施例给出上述分析，仅仅表明确定可所需地使用多少湿微粒煤的分析。然而，此处的主要优点是，否则作为废料的物质，即含有湿的微粒煤的煤水，现可有效地使用，其中的含水量起到满足灰渣再生工艺所需水的作用，而剩余的煤提供用于供料到燃烧器的可接受的燃料来源。
在该方法中，水合灰渣的胶接能力提供形成良好的结实粒料。所得产品是含有它自己的硫捕获吸收剂的粒化煤原料，而不是在煤矿的煤渣池内弃置的废物。
在本发明的这一方面中，再生的灰渣充当吸水粘合剂用于使湿的煤渣变为高质量的燃料。
总之，本发明的下述优点包括下述：
·石灰石内钙的良好利用率，进而降低的石灰石要求。
·二氧化碳的释放减少，因为要求较少的新鲜石灰石。
·最终弃置的灰渣量较少。
·处置可燃废物(例如纤维素)的有益方式。
·可使用较便宜的燃料，因为粒化形式的微粒煤是可接受的。
·当使用湿的微粒煤时，有益的废物处置和得到低成本的煤基燃料。
在下述实施例中也阐述了本发明及其优点。
实施例I：作为基准点，该实施例包括干燥研磨
采用Szego Mill型号SM-220，在研磨实施例中使用CFBC底部灰渣。使用研磨机，在1000rpm的旋转速度和1050kg/h的灰渣流速下，使之4次穿过研磨机。在转鼓内收集产品和使用真空清洗机抑制灰尘含量。测量粉末的消耗和分析产品的粒度。
在该研究中首次穿过代表1000kg/h的有效流速，第二次穿过基本上等于500kg/h的供料速度，和第四次为250kg/h。在第二次穿过之后，粒度中值从约500微米下降到120微米。观察到较细颗粒的显著附聚，特别地在第三次和第四次穿过之后。
通过添加等量的水到原料中，和到产品中，并观察当氧化钙的水合进行时的温度升高，从而测试产品的反应性。
未研磨的原料在150-160分钟(和水合在这之后持续一段时间)之后达到温度峰值；第一次穿过的产品在25-30分钟和第二次穿过的产品在15-20分钟之后达到温度峰值；用其它产品观察到仅仅最小的进一步的速度增加。这表明通过研磨灰渣可实现增加的水合速度。在该实施例中没有同时研磨和水合，水合在材料静置于研磨机中之后才发生。
实施例II：湿式研磨
对于湿式研磨实施例，在相应于干燥灰渣重量(250kg/h)10、20和30％的速度下，在研磨机入口处将水加入到CFBC灰渣内。因此这些和随后使用的其它百分数是0.1、0.2和0.3的水灰渣比。
在10％的水下，所有粉尘被抑制，研磨操作令人满意和产生基本上干燥的热产品。当一些水在操作过程中蒸发时，它部分水合。
在20％的水下，获得良好、几乎干燥和基本上水合的产品(90+％)。然而，超出数分钟之后，研磨操作不稳定和不可持续，且伴随非常高和增加的功率消耗。其原因是由于形成胶接产品导致辊压机凹槽的逐渐堵塞。
在30％的水下，获得完全水合和从研磨机中流出湿产品。操作平稳进行，且伴随稳定和相对低的功率消耗。然而，由于胶接反应导致在约1/2小时之后，产品完全固化。因此，不可能容易处理并使用它。
进行样品的深入研究。这些证明10％水的产品仅仅部分水合；但30％水的产品完全水合。然而，与其它样品相反，在样品内的许多钙为钙钒石的形式，预期所述钙钒石本身作为硫的吸收剂是高度反应性的。通过热重分析(TGA)的硫酸化试验与预期一致，湿式研磨的样品显示出较高的转化率，为90％或更高。
实施例III
采用SM-320研磨机，在400rpm的旋转速度下，和在干燥灰渣从500变化到3000kg/h的供料速度下，进行一系列湿式研磨试验。添加的水从干重的8％变化到20％。所有试验显示出一些不稳定性和/或逐渐增加的功率消耗。仅仅3000kg/h(即最粗糙的颗粒)、20％的水试验显示出合理地可接受的稳定性，但不适合于长期操作。在＜8％水，即～5％下的操作工作良好，抑制粉尘，但仅仅提供适度的水合。在该规模的另一极限处，需要大于20％的水；然而，水合完全，但产品凝固为坚硬的混凝土状材料。
为了表明在研磨之后添加煤或石灰石到研磨的水合混合物中的效果，作为消除所得材料完全凝固的一种方式，使用20％水的产品，且人工添加得到基于干燥灰渣重量10、16、33和50％的煤，从而进行进一步的实施例。在2小时之后，显而易见的是，含50和33％的样品具有优良的处理性能(粒状结构)，16％的煤具有大块的硬化灰渣和10％的样品与未混合的灰渣略有不同，但二者均充分硬化。因此，添加煤作为干燥剂导致煤吸水和胶接量降低，结果得到良好开放的粒料，如上所述。
实施例IV
将来自Nova Scotia Power Corporation Point Aconi CFBC工厂的灰渣在SM-320 Szego Mill中在600rpm的旋转速度下和对于湿与干燥灰渣二者均以500kg/h的灰渣供料速度研磨。
研磨结果与前述实施例相匹配，具有良好的干燥研磨结果、5％水的良好结果、8％水的可接受结果、和再次在10-14％水下不稳定的操作，以便仅仅数分钟操作是可能的，在17％水下研磨是不可操作的。
在小型、0.1m直径、5.5m高试验室规模的CFBC设备内进行燃烧试验。在这些试验中使用含硫量为3％获自Nova Scotia的DevcoPrince煤。结果见表1。
表1：硫的捕获率和吸收利用率作为添加水的函数
  干燥的研磨灰渣     湿式研磨的灰渣
    5％水     8％水     14％水
Ca/S比   2.8     2.4     2。4     2.7
硫的捕获率1％   25     41     65     68
Ca的利用率％   8.9     17.0     27.3     25.4
1基于仅仅78％总的煤硫含量以SO2形式释放而计算。
表1给出了采用单独的研磨灰渣，和同时采用研磨和水合，硫的捕获率试验。在相当的Ca/S比下，当研磨与水合同时发生时，硫的捕获率和钙的利用率二者均增加。
实施例V
分析煤/灰渣混合物(实施例III)，并在试验室规模的CFBC设备内进行燃烧试验。在不带吸收剂的煤燃烧之后，在33％和50％的煤/灰渣混合物下，分别进行短的持续时间段。Ca/S摩尔比非常高，分别为7.8和9.5。结果表明，在没有添加吸收剂的情况下，硫的捕获率为20％(通过单独的煤灰捕获或在焦炭或粉煤灰内未反应的硫的携带)，含33％和50％煤/灰渣的混合物的硫的捕获率分别为94％和97％。
实施例VI
使用获自Purdue University，Lafayette，Indiana的Wade UtilityPlant(WUP)的灰渣，采用在400rpm的旋转速度下操作的SM-320Szego Mill，进行一系列湿式研磨实施例。灰渣的供料速度为3000kg/h。
所使用的水量从高的1500-1300变化到最后850kg/h。随后使用回转混凝土混合器，将煤混合到湿的灰渣产品内。
所有操作稳定。850kg/h的水速度，即干燥灰渣重量的-28％，得到粘稠的糊状浆料。当浆料相对稀时，功率消耗接近于在较高水流速度下的2倍高(10.6kW)。
使用各种用量的煤，从干燥灰渣重量的15％-60％。15-30％的煤产品硬化，但它们足够软到可容易破碎。在60％的煤下，获得良好附聚的产品，且附聚体的尺寸范围为2-30mm。在混合的最后阶段，添加小量(约2％)干燥微粉煤或石灰石有助于干燥产品颗粒表面。
实施例VII
在Wade Utility Plant(WUP)处进行试验。
分两部分进行回收灰渣的制备。在第一部分中，使用干燥煤从研磨/水合的回收灰渣中吸收过量水。所使用的SM-320研磨机在400rpm下操作，和基于在研磨机出口处研磨的灰渣糊料质量的外观，调节水的添加。灰渣的供料速度为约3t/h。当干燥湿灰渣所使用的煤粗糙时，以(1∶1)的比例必须添加大于60％，以构成产品的一半。使用滚转筒混合灰渣和煤，且操作良好。
在第二阶段的制备中，所使用的水量从每吨灰渣180变化到250L，这主要取决于灰渣的湿度。使用额外的灰渣吸收过量水。在所有实验中，滚转筒混合没有产生任何问题和获得具有良好处理性能的粒化产品。在滚转筒内添加的干燥灰渣的用量是干燥灰渣∶湿灰渣的比例为1∶2。
混合总计58吨的产品，7∶1的煤：产品并供料到煤进料斗内。在材料供料到进料斗或沸腾器内的过程中没有遇到任何材料处理问题。具有充足的材料供60小时运行。
在WUP处，在燃烧器内燃烧含4％硫含量的煤，并添加石灰石，以除去硫。使用连续的释放监控体系监控二氧化硫的释放。添加充足的石灰石，以便采用提供控制设定点的监控体系，实现92％的硫捕获率。测量添加再水合灰渣的优点则是降低所产生的每单位蒸气所要求的新鲜石灰石。
对于实施例的周期，每天的平均值表明，与按照该试验的周期相比，石灰石使用量下降约18％。这相当于约1/2 t/h的石灰石节约量，或在60小时的试验时间段内石灰石节约总计30吨。当水合的灰渣总量为36吨(干重)时，与正常约39％相比，钙的利用率为约70％。
本发明可体现在其它具体形式中，而没有脱离其精神或主要特征。因此，目前披露的实施方案认为在所有方面为例举，而非限制，本发明的范围通过所附权利要求，而不是前述说明来表示，和在权利要求的等价含义以及范围内的所有变化打算包括在其中。

Claims (26)

1.一种再活化含有钙的灰渣并且将所述再活化的灰渣供料到燃烧器内，以便所述再活化的灰渣用作硫吸收剂的方法，所述方法包括：
i)获得一定量的待活化的灰渣；
ii)获得一定量的水；
iii)研磨所述灰渣和水，以便用所述一定量的水同时研磨和水合所述一定量的灰渣，所述同时研磨在大气压下和没有加热的情况下进行，并且其中存在的所述水的量超过水合灰渣所要求的化学计量用量；并且
iv)将所述再活化的灰渣供料到燃烧器内。
2.权利要求1的方法，其中所述方法另外包括在完成所述同时研磨和水合之后添加干燥剂。
3.权利要求2的方法，其中所述干燥剂选自可燃材料。
4.权利要求2的方法，其中所述干燥剂选自灰渣、石灰石、煤和含纤维素的燃料。
5.权利要求2的方法，其中所述水以比水合所述灰渣所要求的化学计量用量过量的用量存在。
6.权利要求2的方法，其中所述水以至少20％所述干燥灰渣重量的用量存在。
7.权利要求6的方法，其中在具有强制传送能力的研磨机内进行所述同时研磨。
8.权利要求2的方法，其中所述水以至少30％干燥灰渣重量的用量存在。
9.权利要求8的方法，其中在不具有强制传送能力的研磨机内进行所述同时研磨。
10.权利要求7的方法，其中所述方法进一步包括在混合器内混合所述同时研磨的水合灰渣和水以及所述添加的干燥剂的步骤。
11.权利要求10的方法，进一步包括粒化所述研磨的水合灰渣和干燥剂的步骤。
12.权利要求10的方法，其中所述干燥剂的存在量为：从所述混合物中吸水，以便所述混合产品产生附聚体，使得在所述附聚体内存在的钙适合于在硫酸化反应中在这种附聚体的表面上和所述附聚体的内部使用。
13.权利要求12的方法，其中所述附聚体包括所述研磨的水合灰渣和可燃干燥剂的混合物。
14.权利要求13的方法，其中所述同时研磨和水合的灰渣与干燥剂的所述附聚体形成易碎的附聚体。
15.一种再活化含有钙的灰渣并且将所述再活化的灰渣供料到燃烧器内，以便所述再活化的灰渣用作硫吸收剂的方法，所述方法包括：
获得一定量的待活化的灰渣；
获得在其中具有过量水的湿的微粒煤的供应；
研磨所述灰渣和所述湿的微粒煤，以便用所述湿的微粒煤同时研磨和水合所述一定量的灰渣，
所述同时研磨在大气压下和没有加热的情况下进行，并且
其中将所述再活化的灰渣和湿的微粒煤的混合物供料到燃烧器内。
16.权利要求15的方法，其中所述方法另外包括在完成所述同时研磨和水合之后添加干燥剂。
17.权利要求16的方法，其中所述干燥剂选自可燃材料。
18.权利要求16的方法，其中所述干燥剂选自灰渣、石灰石、煤和含纤维素的燃料。
19.权利要求2的方法，其中所述水以比水合所述灰渣所要求的化学计量用量过量的用量存在于灰渣和煤的所述混合物内。
20.权利要求2的方法，其中所述水以至少20％所述干燥灰渣重量的用量存在。
21.权利要求6的方法，其中在具有强制传送能力的研磨机内进行所述同时研磨。
22.权利要求15的方法，其中所述水以至少30％干燥灰渣重量的用量存在。
23.权利要求15的方法，其中所述水以至少33 1/3％干燥灰渣重量的用量存在。
24.权利要求15的方法，其中所述水以至少50％干燥灰渣重量的用量存在。
25.权利要求15的方法，其中在所述研磨之后粒化水、煤和灰渣的所述混合物。
26.权利要求16的方法，其中在添加所述干燥剂之后粒化水、煤、灰渣和干燥剂的所述混合物。
CNB038062844A 2002-02-12 2003-02-11 灰渣再活化 Expired - Fee Related CN1330411C (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US10/073,063 US7323021B2 (en) 2002-02-12 2002-02-12 Ash reactivation
US10/073,063 2002-02-12

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1642633A CN1642633A (zh) 2005-07-20
CN1330411C true CN1330411C (zh) 2007-08-08

Family

ID=27659611

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNB038062844A Expired - Fee Related CN1330411C (zh) 2002-02-12 2003-02-11 灰渣再活化

Country Status (7)

Country Link
US (1) US7323021B2 (zh)
EP (1) EP1474230A1 (zh)
CN (1) CN1330411C (zh)
AU (1) AU2003203101A1 (zh)
CA (1) CA2475594C (zh)
PL (1) PL222210B1 (zh)
WO (1) WO2003068384A1 (zh)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10208951B2 (en) * 2007-09-13 2019-02-19 The Babcock & Wilcox Company Spray dryer absorber and related processes
US9192889B2 (en) 2007-09-13 2015-11-24 The Babcock & Wilcox Company Bottom ash injection for enhancing spray dryer absorber performance
US9254490B2 (en) 2012-10-09 2016-02-09 Vhsc, Ltd. Process for treating fly ash and a rotary mill therefor
EP2722094B1 (en) * 2012-10-17 2020-06-17 General Electric Technology GmbH Capturing of co2 from a process gas
US9404055B2 (en) 2013-01-31 2016-08-02 General Electric Company System and method for the preparation of coal water slurries
CN106140082B (zh) * 2015-05-11 2020-06-26 内蒙古工业大学 一种利用燃煤炉渣制备强吸附性粉体材料的方法
US10167228B2 (en) 2015-12-11 2019-01-01 Vhsc, Ltd. Lithium infused raw fly ash for the production of high strength cementitious products
CN110981126B (zh) * 2019-11-28 2022-05-31 福建原野环保科技有限公司 废弃灰渣固化剂、制备方法及其在淤泥固化中的应用
US11795105B2 (en) 2020-07-21 2023-10-24 Vhsc, Ltd. Mixed landfill and pond coal combustion byproducts (CCBs) and related techniques
EP4357314A1 (en) 2022-10-21 2024-04-24 Politechnika Slaska A method of valorization and separation of aggregates, especially fly ash, in order to remove nh3 compounds

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4387653A (en) * 1980-08-04 1983-06-14 Engelhard Corporation Limestone-based sorbent agglomerates for removal of sulfur compounds in hot gases and method of making
WO2001008785A1 (en) * 1999-07-28 2001-02-08 The Ohio State University Research Foundation Carbonation ash reactivation process and system for combined sox and nox removal

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4043831A (en) * 1975-07-07 1977-08-23 Cogas Development Co. Densification of coal fly ash
US4325327A (en) * 1981-02-23 1982-04-20 Combustion Engineering, Inc. Hybrid fluidized bed combuster
US4411879A (en) * 1981-08-13 1983-10-25 Electric Power Research Institute Method for enhancing the sulfur capture potential of lime using a filter means in the flue gas
US4832701A (en) 1986-06-17 1989-05-23 Intevep, S.A. Process for the regeneration of an additive used to control emissions during the combustion of high sulfur fuel
US5137753A (en) * 1990-10-25 1992-08-11 Bland Alan E Pelletizing ash
JPH0942614A (ja) * 1995-07-24 1997-02-14 Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd 流動層ボイラの燃焼灰リサイクル法
US6334895B1 (en) * 1998-07-20 2002-01-01 The University Of Wyoming Research Corporation System for producing manufactured materials from coal combustion ash
DE10083662B4 (de) * 1999-11-04 2005-07-07 Idemitsu Kosan Co. Ltd. Verfahren zum Mischen von Kohlenasche und Verfahren zur Entschwefelung

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4387653A (en) * 1980-08-04 1983-06-14 Engelhard Corporation Limestone-based sorbent agglomerates for removal of sulfur compounds in hot gases and method of making
WO2001008785A1 (en) * 1999-07-28 2001-02-08 The Ohio State University Research Foundation Carbonation ash reactivation process and system for combined sox and nox removal

Also Published As

Publication number Publication date
US7323021B2 (en) 2008-01-29
EP1474230A1 (en) 2004-11-10
AU2003203101A1 (en) 2003-09-04
WO2003068384A1 (en) 2003-08-21
CA2475594A1 (en) 2003-08-21
US20030151023A1 (en) 2003-08-14
PL222210B1 (pl) 2016-07-29
CA2475594C (en) 2011-05-31
PL371761A1 (en) 2005-06-27
CN1642633A (zh) 2005-07-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101073780B1 (ko) 저등급탄의 개량장치, 및 유동층연소로 석탄재를 이용한 순환유동층 발전소 전용 저등급탄의 개량방법
RU2135424C1 (ru) Способ и устройство для утилизации пыли, образующейся при восстановлении железной руды
CN1330411C (zh) 灰渣再活化
CN104837964A (zh) 产生具有减少的氯含量的工程化燃料原料的系统和方法
CN101791622B (zh) 金属镁渣转化为锅炉脱硫剂的工艺方法
CN1997726A (zh) 燃料产品和方法
US6054074A (en) Method for making manufactured aggregates from coal combustion by-products
CN107098550B (zh) 污泥固化剂及利用其的固化物制备方法
CN101797468B (zh) 一种利用造纸白泥与黑液进行煤泥流化床锅炉脱硫的方法
CN101914405B (zh) 一种污泥成型燃料及其生产方法和生产系统
CN100483026C (zh) 流化床装置中的硫分去除方法及脱硫剂
US6520099B1 (en) Method for treating combustion ash of coal and method for desulfurization
CN109251776A (zh) 一种秸秆木屑蜂窝燃料及其制备方法
KR100769954B1 (ko) 유·무기성 폐기물을 복합적으로 이용한 경량골재 제조방법
CN111514715B (zh) 一种循环流化床锅炉炉内脱硫方法
JPH07323299A (ja) 汚泥の資源化方法
JP3786835B2 (ja) 石炭燃焼副産物から人工骨材を製造する方法
JP2022045008A (ja) セメント又はセメント硬化物の製造方法及びその製造システム
JPS63129209A (ja) 流動層ボイラ−灰の利用法
CN115446075A (zh) 电石渣浆处理系统及处理工艺
JPS6086021A (ja) 赤泥ケ−キの造粒方法
CN1018670B (zh) 炉内除硫方法
JPH0622671B2 (ja) 脱硫剤の製造方法
CN1204307A (zh) 由颗粒材料制备硬化颗粒的方法
PL192168B1 (pl) Sposób przygotowania środka odsiarczającego

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
ASS Succession or assignment of patent right

Owner name: EDUARDO GANDOLF HER MAJESTY IN RIGHT OF CANADA AS

Free format text: FORMER OWNER: EDUARDO GANDOLF JOHN ANTHONY EDWARD

Effective date: 20140922

C41 Transfer of patent application or patent right or utility model
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20140922

Address after: Ontario

Patentee after: Trass Olev

Patentee after: Gandolfi Eduardo

Patentee after: The queen of Canada, represented by the Minister for natural resources

Address before: Ontario

Patentee before: Trass Olev

Patentee before: Gandolfi Eduardo

Patentee before: Anthony Edward John

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20070808

Termination date: 20170211