CN1334324A - 一种高效燃煤固硫剂及其制备方法和用途 - Google Patents

一种高效燃煤固硫剂及其制备方法和用途 Download PDF

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本发明提供一种高效的燃煤固硫剂及其制备方法和用途,其特征在于:该固硫剂的主体是石灰石矿,添加赤铁矿、菱镁矿、高岭土、粘土类矿石、固体碱性化物、废铁粉工业废催化剂的一种或几种组分,经粉碎,过筛,搅拌混合而成,助剂含量控制在1.5－15wt%范围内。本发明催化固硫效果良好,并且廉价高效,可适用于中高硫燃煤的脱硫。本发明同时提供了一种投资费用低,操作简单的燃煤脱硫的工艺,特别适合大型燃煤火力发电厂燃煤烟气的处理。

Description

一种高效燃煤固硫剂及其制备方法和用途
本发明涉及一种高效燃煤固硫剂及其制备方法和用途，适用减少燃煤产物中SO2的排放。属于燃煤添加物技术领域。
现实生产和生活中，燃烧原煤产生大量的废气，特别是废气中含有大量的二氧化硫已严重污染了大气环境。为了降低二氧化硫对大气的污染，目前对废气中的污染物采取了一些脱硫措施，这些措施的采用能够减少废气中二氧化硫的排放，但存在成本高、脱硫效果差的缺点。例如中国专利公报公开了一种名称为“一种高效燃煤烟气复合固硫剂”、专利公开号“CN1239733A”的发明专利，其特点是：由60-90％的石灰粉和10-40％的助剂催化剂构成，使用时将所述固硫剂与燃煤混合在一起燃烧。但该专利存在如下缺点：(1)所述助剂大量采用工业试剂为原料，添加量为固硫剂的10-40wt％，成本相对较高；(2)固硫剂与燃煤混合燃烧，固硫组分效率偏低，脱硫效果差，不适用于中高硫燃煤的烟气脱硫。
本发明的目的是为了克服现有技术固硫剂成本高、脱硫效果差的缺点，提供一种高效燃煤固硫剂及其使用方法。
本发明的目的可以通过采取如下措施达到：一种高效燃煤固硫剂，其特点是：由主剂和助剂组成，主剂为天然石灰石、其重量百分含量为85-99％，助剂为固体碱性化物或工业催化剂或固体碱性化物与工业催化剂的混合物，其重量百分含量为1-15％。
本发明的目的还可通过采取如下措施达到：
助剂由固体碱性化物、工业废催化剂与赤铁矿、菱镁矿、高岭土、粘土类矿石、废铁粉、非金属矿物中的一种或几种混合而成，助剂重量百分含量控制在1.5-15％范围内。
所述工业催化剂为工业废催化剂。
所述助剂主要含有Mg、Al、Fe、Na等金属的氧化物或氢氧化物。
所述主剂选用天然石灰石矿物，这类矿物主要为Ca的氧化物或盐类。
本发明将催化概念引入烟气脱硫，添加多孔性物质(如工业废催化剂、高岭土)，提高了固硫剂的比表面与吸附力，进而提高了固硫剂的脱硫效率。对于中高硫燃煤，固硫剂中引入适量强碱中心，提高了活性中心密度进而提高了反应脱硫的效率，可以提高中高硫燃煤烟气脱硫率。
如前所述的一种高效燃煤固硫剂的制备方法，其特点是：
1)采用天然石灰石矿物或工业废料经过粉碎制成主剂；
2)根据燃煤的特性，选择固体碱性化物或工业催化剂或固体碱性化物与工业催化剂的混合物，制成助剂粉末；
3)将前述助剂粉末按重量百分比1.5-15％与主剂粉末混合研磨而制成高效燃煤固硫剂。
如前所述的一种高效燃煤固硫剂的用途，其特点是：将催化概念引入烟气脱硫，添加多孔性物质(如工业废催化剂、高岭土)，脱硫工艺过程如下：
1)将高效燃煤固硫剂置于储料罐中，然后将所述固硫剂通过压缩风脉冲式地提升到高位进料仓；
2)采用螺杆泵将所述固硫剂输送到喷咀；
3)最后由罗茨风机的风喷射到燃烧炉中脱硫。
与现有技术相比，本发明具有如下突出优点：
1.主剂含量高，助剂由固体碱性化物、工业废催化剂与赤铁矿、菱镁矿、高岭土、粘土类矿石、废铁粉、非金属矿物中的一种或几种混合而成，且剂含量低而且原料来源丰富、方便易得，产品成本低廉。
2.本发明将催化概念引入烟气脱硫，添加多孔性物质(如工业废催化剂、高岭土)，提高了固硫剂的比表面与吸附力，进而提高了固硫剂的脱硫效率。适合于大型火力发电厂燃煤烟气的处理。
下面结合实施例对本发明进行详细描述：
图1是本发明的一种脱硫工艺流程图。
实施例1：
将所有的固硫剂的配料全部粉碎、研细至100目以下，称取固硫剂的主剂石灰石98.5克，再称取助剂工业碱1.5克，将它们混合均匀，静置1-2天，再将混合物研磨过筛，所得即为固硫剂成品。
实施例2
将所有的固硫剂的配料全部粉碎、研细至100目以下，称取固硫剂的主剂白云质石灰岩95克，再称取工业碱3克，工业废催化剂2克，将它们混合均匀，静置1-2天，再将混合物研磨过筛，所得即为固硫剂成品。
实施例3
称取实施例1制得的固硫剂87.5克，将所有的助剂全部粉碎、研细至100目以下，称取赤铁矿粉6克和菱镁矿粉2克，工业废催化剂4.5克，将它们混合均匀，静置1-2天，再将混合物研磨过筛，所得即为固硫剂成品。
实施例4
称取实施例2的固硫剂95克，称取废铁粉2克和菱镁矿粉2克，粘土矿粉1克，将它们混合均匀，静置1-2天，再将混合物研磨过筛，所得即为固硫剂成品。
实施例5
称取实施例2的固硫剂90克，称取赤铁矿粉6克和菱镁矿粉2.5克，高岭土粉1.5克，将它们混合均匀，静置1-2天，再将混合物研磨过筛，所得即为固硫剂成品。
实施例6
取实施例1固硫剂成品6.0毫克，同样粒度的阜新煤(全硫含量0.702wt％)100毫克，混合均匀装入定硫仪中，将炉温升到燃烧反应温度，接好整个系统，通入定量空气，将样品置于500℃区越停留5分钟以排出挥发分并防止煤样爆燃，然后将其推入恒温区，燃烧20分钟，尾气中SO2由H2O2溶液吸收，通过滴定法测定吸收液中硫酸量，再换算为固硫率，其800℃时的固硫率为59.05％，900℃为69.96％，1000℃为57.21％，1100℃23.25％。
实施例7
取实施例2固硫剂成品6.0毫克，同样粒度的阜新煤(全硫含量0.702wt％)100毫克，混合均匀装入定硫仪中，将炉温升到燃烧反应温度，接好整个系统，通入定量空气，将样品置于500℃区越停留5分钟以排出挥发分并防止煤样爆燃，然后将其推入恒温区，燃烧20分钟，尾气中SO2由H2O2溶液吸收，通过滴定法测定吸收液中硫酸量，再换算为固硫率，其800℃时的固硫率为58.14％，900℃为67.85％，1000℃为57.10％，1100℃23.85％。
实施例8
取实施例3固硫剂成品6.0毫克，同样粒度的阜新煤(全硫含量0.702wt％)100毫克，混合均匀装入定硫仪中，将炉温升到燃烧反应温度，接好整个系统，通入定量空气，将样品置于500℃区越停留5分钟以排出挥发分并防止煤样爆燃，然后将其推入恒温区，燃烧20分钟，尾气中SO2由H2O2溶液吸收，通过滴定法测定吸收液中硫酸量，再换算为固硫率，其800℃时的固硫率为54.37％，900℃为63.83％，1000℃为52.01％，1100℃25.87％。
实施例9
取实施例4固硫剂成品6.0毫克，同样粒度的阜新煤(全硫含量0.702wt％)100毫克，混合均匀装入定硫仪中，将炉温升到燃烧反应温度，接好整个系统，通入定量空气，将样品置于500℃区越停留5分钟以排出挥发分并防止煤样爆燃，然后将其推入恒温区，燃烧20分钟，尾气中SO2由H2O2溶液吸收，通过滴定法测定吸收液中硫酸量，再换算为固硫率，其800℃时的固硫率为58.15％，900℃为69.23％，1000℃为56.35％，1100℃24.18％。
实施例10
取实施例5固硫剂成品6.0毫克，同样粒度的阜新煤(全硫含量0.702wt％)100毫克，混合均匀装入定硫仪中，将炉温升到燃烧反应温度，接好整个系统，通入定量空气，将样品置于500℃区越停留5分钟以排出挥发分并防止煤样爆燃，然后将其推入恒温区，燃烧20分钟，尾气中SO2由H2O2溶液吸收，通过滴定法测定吸收液中硫酸量，再换算为固硫率，其800℃时的固硫率为55.30％，900℃为65.72％，1000℃为55.88％，1100℃23.43％。
从图1可知，本发明将催化概念引入烟气脱硫，添加多孔性物质(如工业废催化剂、高岭土)，脱硫工艺过程如下：
1)将高效燃煤固硫剂置于储料罐1中，然后将所述固硫剂通过压缩风机2脉冲式地提升到高位进料仓3；
2)采用螺杆泵4将所述固硫剂输送到喷咀5；
3)最后由罗茨风机6的风分两路喷射到燃烧炉中脱硫。

Claims (7)

1.一种高效燃煤固硫剂，其特征是：由主剂和助剂组成，主剂为天然石灰石、其重量百分含量为85-99％，助剂为固体碱性化物或工业催化剂或固体碱性化物与工业催化剂的混合物，其重量百分含量为1-15％。
2.根据权利要求1所述的一种高效燃煤固硫剂，其特征是：助剂由固体碱性化物、工业废催化剂与赤铁矿、菱镁矿、高岭土、粘土类矿石、废铁粉、非金属矿物中的一种或几种混合而成，助剂重量百分含量控制在1.5-15％范围内。
3.根据权利要求1或2所述的一种高效燃煤固硫剂，其特征是：所述工业催化剂为工业废催化剂。
4.根据权利要求1或2所述的一种高效燃煤固硫剂，其特征是：所述助剂主要含有Mg、Al、Fe、Na等金属的氧化物或氢氧化物。
5.根据权利要求1所述的一种高效燃煤固硫剂，其特征是：所述主剂选用天然石灰石矿物，这类矿物主要为Ca的氧化物或盐类。
6.如权利要求1所述的一种高效燃煤固硫剂的制备方法，其特征是：
1)采用天然石灰石矿物或工业废料经过粉碎制成主剂；
2)根据燃煤的特性，选择固体碱性化物或工业催化剂或固体碱性化物与工业催化剂的混合物，制成助剂粉末；
3)将前述助剂粉末按重量百分比1.5-15％与主剂粉末混合研磨而制成高效燃煤固硫剂。
7.如如权利要求1所述的一种高效燃煤固硫剂的用途，其特征是：将催化概念引入烟气脱硫，添加多孔性物质(如工业废催化剂、高岭土)，脱硫工艺过程如下：
1)将高效燃煤固硫剂置于储料罐(1)中，然后将所述固硫剂通过压缩风机(2)脉冲式地提升到高位进料仓(3)；
2)采用螺杆泵(4)将所述固硫剂输送到喷咀(5)；
3)最后由罗茨风机(6)的风喷射到燃烧炉中脱硫。
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