CN1872967A - 一种燃煤节能脱硫剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种燃煤节能脱硫剂及其制备方法。它由褐煤38～62％，磷酸钠1～3％，聚合氯化铝2～6％，碳酸钠14～23％，石灰石14～24％，醋酸钠和醋酸钾的混合物1～3％，硫酸镁和氧化镁的混合物2～4％组成，以上均以重量百分比计。按前述各组分的重量百分比配料后，在常温常压下，采用机械搅拌、均匀混合而成。采用本发明所述的燃煤节能脱硫剂不仅解决了炉内高温固硫和节能的难题，而且治理煤烟型二氧化硫污染不需设备投资和低成本或无成本达到治理二氧化硫排放达标。可广泛用于工业固定床、流化床、气流床、燃煤型锅炉使用硫含量为0.8～6％的原煤时的脱硫。

Description

一种燃煤节能脱硫剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种燃煤节能脱硫剂及其制备方法。
背景技术
在工业高度发展的今天，煤炭是最主要能源之一，电厂、工业锅炉和商业锅炉高度集中的城市及周边地区，煤炭燃烧所产生污染物二氧化硫排放到空气中，占空气中硫的总量的67％左右。大气的污染，使人类的生存环境日渐恶化，控制二氧化硫的排放，是治理环境污染的重要一环。
目前，市场现有煤烟型污染治理的脱硫剂分为两大类。一种是采用往炉内喷钙或加入石灰与煤混合燃烧的方法：1、炉内喷钙是锅炉采用循环流化床技术，该技术的缺点为：(1)成本过高；(2)吸热严重(煤燃烧的热效率降低)；(3)含硫较高的煤燃烧后不能达到国家规定的二氧化硫排放标准，脱硫率仅为20％到30％。2、原煤加入石灰与煤混合后进锅炉燃烧，其缺点同上。该种脱硫剂在锅炉内受热在600度以内，能较好的吸附二氧化硫；但在锅炉温度超过650度到1300度时，产生复分解，从而脱硫效率低，仅为20％到30％。另一种是烟道水洗涤脱硫法：在烟道的脱硫除尘器的水体中加入氢氧化钙、碳酸钠、石灰、氨等。此类方法的缺点是水体消耗脱硫剂量大、成本高，且烟气中的二氧化硫仍达不到国家规定的二氧化硫排放标准。总之，现有市场上的脱硫产品均成本较高，且环保治理二氧化硫并不太理想。
此外，煤炭占市场能源需求的60％以上，在能源短缺的今天，节约能源是发展的需要，省煤更是根本的要求。
发明内容
本发明的目的是提供一种既能有效地进行脱硫，又能减少燃煤使用量的燃煤节能脱硫剂。
本发明的另一目的是提供一种上述燃煤节能脱硫剂的制备方法。
本发明的目的是这样实现的：一种燃煤节能脱硫剂，它是由褐煤38～62％，磷酸钠1～3％，聚合氯化铝2～6％，碳酸钠14～23％，碳石14～24％，醋酸钠和醋酸钾的混合物1～3％，硫酸镁和氧化镁的混合物2～4％组成，以上均以重量百分比计。
上述燃煤节能脱硫剂，其最佳的配料比例为：褐煤50％，磷酸钠2％，聚合氧化铝5％，碳酸钠18％，石灰石20％，醋酸钠和醋酸钾的混合物2％，硫酸镁和氧化镁的混合物3％。
上述燃煤节能脱硫剂中，所述醋酸钠和醋酸钾的混合物及所述硫酸镁和氧化镁的混合物均分别是其两者任意比例的混合。
上述燃煤节能脱硫剂中，所述石灰石的氧化钙含量大于49％，其颗粒直径不大于3mm；所述褐煤的颗粒直径不大于8mm。
本发明的另一目的是这样实现的：制备本发明所述的燃煤节能脱硫剂的方法：按上述各组分的重量百分比配料后，在常温常压下，采用机械搅拌、均匀混合而成。
本发明所述的燃煤节能脱硫剂的各组份均是已知物质，均可直接从市场购得，而且容易制备。本发明所述的燃煤节能脱硫剂采用炉内主动脱硫和烟道气洗涤辅助脱硫相结合或单独采用炉内主动脱硫的工艺方案，应用物理脱硫(吸附)和化学脱硫(吸附转换)相结合的方式从而达到较好的节能和脱硫效果。其有益效果是：
1、它能使煤炭组织的活性增强，内在组织被松解，形成海绵状的结构，并利用煤的外在、内在水份物质，渗透到煤的微粒中去，在煤炭的微粒表面形成包膜，使煤中的硫份物质在热分解时产生的二氧化硫被包膜层化学吸附(转换)和物理吸附(固相)，从而有效地降低锅炉内酸性气体(主体为二氧化硫)，同时保护锅炉以及相关联的设备不受或少受酸性气体的腐蚀。
2、它解决了高温固硫难点，不仅解决高温固硫而且不产生复分解。本发明的燃煤节能脱硫剂采用阶段性固硫方法，分别在380度到470度、470度到520度、620度以上的三个温度段，各种物质分段作用的功能，成功解决煤硫成份在620度以内的热解(硫份分解的峰值在620度时达到80％左右)所生成的二氧化硫的化学吸附(转换)、物理吸附(固相)，并在620度以上的温度段不产生二氧化硫的复分解。其在单项炉内一次性脱硫的量可达燃煤二氧化硫排放量的60％以上(以煤含硫量4％为例)。
3、本发明的燃煤节能脱硫剂在锅炉内参与煤的燃烧进行脱硫(固相)，二氧化硫转换为固体盐类物质如硫酸钙、硫酸铝、硫酸镁等随炉渣排放。部分水溶性脱硫物质(炉内吸附不饱和部分)随锅炉的冲渣水进入锅炉除尘器洗涤水体后，洗涤水体的PH值可大于或等于8，并可循环利用，实现再次对烟道气洗涤脱硫的效果，其两级(前段炉内、后段除尘器水体)脱硫的总量可达燃煤二氧化硫排放量的75％以上(以煤含硫量4％为例)。
4、由于加入本发明所述的燃煤节能脱硫剂，燃煤的活性增强，并在氧化镁、碳酸钠等物质的催化作用下，使煤充分燃烧，煤的燃烧点降低150℃左右，提高了热效率，可使原煤的使用量减少5％，使型煤的使用量减少12％，达到了省煤节能、低成本或无成本(煤含硫量3％以下)脱硫的目的。
使用本发明所述燃煤节能脱硫剂时，它与原煤混合使用的重量百分比为：5～12％，当然这也可根据原煤含硫量及采用的脱硫工艺进行配比调整。在原煤及燃煤节能脱硫剂成份不变的条件下，要达到基本一样的脱硫效果，采用炉内脱硫与烟道气洗涤脱硫的两级脱硫工艺比采用炉内脱硫的一级脱硫工艺要少使用约3％的燃煤节能脱硫剂。
总之，本发明所述的燃煤节能脱硫剂不仅解决了炉内高温固硫和节能的难题，而且治理煤烟型二氧化硫污染不需设备投资和低成本或无成本达到治理二氧化硫排放达标(以国家标准或地方性总量控制的要求)，可广泛用于工业固定床、流化床、气流床、燃煤型锅炉使用硫含量为0.8～6％的原煤时的脱硫。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步详述，但本发明并不仅限于此。在以下实施例中，对二氧化硫的监测数据由有关环境监测部门按国家有关标准、规范进行监测得出。
实施例1：一种燃煤节能脱硫剂
它由褐煤50％，磷酸钠2％，聚合氯化铝5％，碳酸钠18％，石灰石20％，醋酸钠和醋酸钾的混合物2％，硫酸镁和氧化镁的混合物3％组成，以上均以重量百分比计；它是将前述组份按比例配料后，在常温常压下，采用机械搅拌、均匀混合而成。
上述组份中，醋酸钠和醋酸钾的混合物、硫酸镁和氧化镁的混合物均可是两者任意比例的混合；石灰石的氧化钙含量大于49％，其颗粒直径不大于3mm；所述褐煤的颗粒直径不大于8mm。
该燃煤节能脱硫剂与原煤的混合的重量百分比为5％，原煤的含硫量为2.22％，采用炉内脱硫与烟道气洗涤脱硫的两级脱硫工艺，取得的脱硫效率为85.5％，省煤率大于5％。
实施例2：它由褐煤54％，磷酸钠2％，聚合氯化铝4％，碳酸钠20％，石灰石16％，醋酸钠和醋酸钾的混合物1.5％，硫酸镁和氧化镁的混合物2.5％组成，以上均以重量百分比计；它是将前述组份按比例配料后，在常温常压下，采用机械搅拌、均匀混合而成。其余同实施例1。
该燃煤节能脱硫剂与原煤的混合的重量百分比为8％，原煤的含硫量为4％，采用炉内脱硫的一级脱硫工艺，取得的脱硫效率为76.1％。
实施例3：它由褐煤58％，磷酸钠1％，聚合氯化铝3％，碳酸钠15％，石灰石18％，醋酸钠和醋酸钾的混合物2％，硫酸镁和氧化镁的混合物3％组成，以上均以重量百分比计；它是将前述组份按比例配料后，在常温常压下，采用机械搅拌、均匀混合而成。其余同实施例1。
该燃煤节能脱硫剂与原煤的混合的重量百分比为10％，原煤的含硫量为5.1％，采用炉内脱硫的一级脱硫工艺，取得的脱硫效率为64％。
实施例4：它由褐煤42％，磷酸钠3％，聚合氯化铝6％，碳酸钠21％，石灰石22％，醋酸钠和醋酸钾的混合物2.5％，硫酸镁和氧化镁的混合物3.5％组成，以上均以重量百分比计；它是将前述组份按比例配料后，在常温常压下，采用机械搅拌、均匀混合而成。其余同实施例1。
该燃煤节能脱硫剂与原煤的混合的重量百分比为9％，原煤的含硫量为4.7％，采用炉内脱硫的一级脱硫工艺，取得的脱硫效率为65％。

Claims (5)

1、一种燃煤节能脱硫剂，其特征在于：它由褐煤38～62％，磷酸钠1～3％，聚合氯化铝2～6％，碳酸钠14～23％，石灰石14～24％，醋酸钠和醋酸钾的混合物1～3％，硫酸镁和氧化镁的混合物2～4％组成，以上均以重量百分比计。
2、如权利要求1所述的燃煤节能脱硫剂，其特征在于：它由褐煤50％，磷酸钠2％，聚合氧化铝5％，碳酸钠18％，石灰石20％，醋酸钠和醋酸钾的混合物2％，硫酸镁和氧化镁的混合物3％组成。
3、如权利要求1或2所述的燃煤节能脱硫剂，其特征在于：所述醋酸钠和醋酸钾的混合物及所述硫酸镁和氧化镁的混合物均分别是其两者任意比例的混合。
4、如权利要求1或2所述的燃煤节能脱硫剂，其特征在于：所述石灰石的氧化钙含量大于49％，其颗粒直径不大于3mm；所述褐煤的颗粒直径不大于8mm。
5、如权利要求1所述的燃煤节能脱硫剂的制备方法，其特征在于：按所述各组分的重量百分比配料后，在常温常压下，采用机械搅拌、均匀混合而成。
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