CN1919420A - 燃煤锅炉石灰石双效脱硫方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了属于环保脱硫技术范围的一种燃煤锅炉石灰石双效脱硫方法。该方法是通过一种装置将干法脱硫和湿法脱硫有机结合成为双效脱硫法，脱硫成本较低，二氧化硫排放远远低于该两种方法单独运用的排放量。

Description

燃煤锅炉石灰石双效脱硫方法

技术领域

本发明属于环保脱硫技术范围，特别涉及一种燃煤锅炉石灰石双效脱硫方法。

背景技术

目前燃煤锅炉的使用相当普遍，采暖、冶炼及其它工业用途，但是因煤炭的含硫量高，在排出的烟气中含二氧化硫气体很多，造成环境污染，是造成下酸雨的主要原因，破坏人们的生态环境。现有采用的脱硫方式是90％以上在燃煤锅炉中加石灰粉或其它碱性物质。

具体方法一：干式锅炉内脱硫(如循环硫化床)，把石灰石粉直接吹入锅炉炉膛内直接混合后，与燃煤一起燃烧，减少二氧化硫的排出，达到脱硫目的。缺点是A.必须是较大锅炉；B.设备工艺较复杂，价格较贵，直接供暖的中小型锅炉无法使用。

方法二：是湿法脱硫工艺较成熟，是用含碱性物质的水进行循环喷淋，用碱性水喷淋锅炉排出的含二氧化硫的烟气，通过气水混合达到脱硫的目地。缺点是对脱硫设备要求高，循环水用量大，对脱硫剂要求较高，整个工艺流程较复杂使用难度大，运行费刚高；以目前的天燃气价格来计，燃气锅炉的运行费用明显高于燃煤锅炉的运行费用，其中能源费用在整个锅炉房费用中占最大比重，能源费用占76％(燃气常规锅炉房的成本费用为32.37元/m²；煤与天燃气经热值与价格比后，使用天燃气锅炉的费用是燃煤锅炉费用的2.5～4.0倍。燃气锅炉房较高的运行费用以及随之带来的较高的采暖费用已影响到每一位采暖用户。因此，在保证安全稳定供暖的前提下探寻一条既环保达标又成本较低的供暖途径是我们供暖行业关注的焦点，其中燃料的选择则是焦点的核心。

虽然国际上燃煤锅炉脱硫已有百年以上的研究历史，美国、日本也有不少成功的案例但进口一台德国脱硫装置需2.9亿元人民币，环保改造金以供热能力计算2～3万元/吨，供暖企业承受不了这样高的运行费用：喷淋循环水3000吨/小时的耗电量很大，电费企业难以承担。因国情不同直接引进不现实，尤其是我们北京专门负责供暖的锅炉，主要以10～40吨规格为主，品牌多样，规格不一，工艺不成熟，无法直接参照电厂成熟的脱硫技术。因此至今为止本市在燃煤脱硫问题上没有一例既经济又高效的示范工程参考。

发明内容

本发明的目的是提供一种燃煤锅炉石灰石双效脱硫方法，其特征在于：所述燃煤锅炉石灰石双效脱硫法是将干法脱硫和湿法脱硫通过一种装置使该两种方法有机结合的成为双效脱硫法，降低脱硫成本，二氧化硫排放远远低于该两种方法单独运用的排放量。

所述双效脱硫的具体过程如下：

1)将含钙量为30～60Wt％，颗粒大小为0.25～50Cm³的石灰石与燃煤的含硫量按重量比为1∶1～1∶5的比例投入燃煤锅炉内共同燃烧，使煤燃烧产生的一部分SO₂在石灰石表面形成CaSO₄硫被固定，剩余的SO₂通过烟道进入脱硫塔；未反应的石灰石经燃烧后变成生石灰CaO进入渣池，

2)将步骤1)产生的炉渣放入储水池中，生石灰遇水溶解成碱水；

3)储水池中碱水通过加压循环泵输送至喷射装置；

4)通过喷射装置的高压碱水撞击脱硫塔内的斜面反射壁形成水花，与锅炉排入脱硫塔内的烟气接触，在还带有余热的烟气和碱水接触过程中进行酸碱中和，其中二氧化硫和碱水最终生成CaSO₄·2H₂O，余水通过脱硫塔底部的回水管回到储水池，CaSO₄·2H₂O则定时清除；

5)脱硫塔内的烟气通过引风机送入烟囱排放；

6)经环保监测站实时监测，烟囱排放的烟气中二氧化硫含量为33mg/m³，低于北京市的排放标准150mg/m³，烟尘为21mg/m³，低于北京市的排放标准50mg/m³。

所述通过四种形式的喷射装置后，高压碱水的喷溅形式：

1)在脱硫塔内，中心竖直两头有尖锥斜面反射壁的喷溅支撑体，高压碱水从脱硫塔侧面引入与尖锥斜面反射壁呈垂直入射，高压碱水撞击尖锥斜面，高压碱水被反溅成水花；

2)高压碱水从脱硫塔的塔顶面引入，控制喷水口与支撑体上尖锥斜面反射壁的距离，高压碱水撞击支撑体上尖锥斜面反射壁，使高压碱水形成瀑布状；

3)原理同2)，喷水口从脱硫塔的塔顶侧面水平引入，在喷水口之间设置由支撑体支持尖锥斜面反射壁，高压碱水经撞击锥面反射壁后，喷射成水花瀑布形状；

4)在脱硫塔内中央竖立的水管上部，水平设置喷水口，支撑体在塔壁上与喷水口相对应的位置上设置尖锥斜面反射壁，高压碱水经撞击锥面反射壁后，使水形成喷溅水花或瀑布状。

本发明的有益效果是

1.本装置克服了干式锅炉内脱硫把石灰石粉直接吹入锅炉，产生大量烟尘，易堵塞烟道，增加除烟尘的设备成本；和湿法脱硫中喷淋头的喷水孔比较细，易发生堵塞的问题，本发明不用停产维修，减少了运行维护费。

2.降低二氧化硫排放量，是北京排放标准的1/3为烟尘排放量低于标准的1/2。

3.降低运营成本，传统脱硫采用氧化镁440/吨，碱1800～2000元/吨，碳酸氢氨600元/吨，而石灰石20元/吨，石灰粉240元/吨。相同脱硫效果用量碳酸氢氨1吨，运费30元/吨，总计630元。石灰石4吨，运费30元/吨，总计200元。石灰粉2吨，运费30元/吨，总计540元。由此可看出运营成本降到1/3～1/2，经进一步改造预计成本可降到1/5。

4.在保证环保达标情况下，使用本方法完全可以用高硫煤代替低硫煤和燃气，每吨煤可节约煤费100元，北京市每年用煤3000万吨，可节约30亿元。

附图说明

图1为燃煤锅炉石灰石双效脱硫装置结构示意图。

图2～图5为脱硫塔喷射装置的四种形式结构示意图。

具体实施方式

本发明提供一种燃煤锅炉石灰石双效脱硫方法。在图1所示燃煤锅炉石灰石双效脱硫装置结构示意图中，该装置将干法脱硫和湿法脱硫两种方法有机结合为双效脱硫法，降低脱硫成本，二氧化硫排放远远低于该两种方法单独运用的排放量。

结合附图说明所述双效脱硫的具体过程如下：

1)将含钙量为30～60Wt％，颗粒大小为0.25～50Cm³的石灰石3与燃煤2的含硫量按重量比为1∶1、1∶2、1∶3、1∶4、1∶5的比例投入燃煤锅炉1内共同燃烧，使煤燃烧产生的一部分SO₂在石灰石表面形成CaSO₄，一部分硫被固定，剩余部分的SO₂通过烟道15进入脱硫塔14；未反应的石灰石3经燃烧后变成生石灰CaO进入渣池；

2)将步骤1)产生的炉渣4放入储水池5中，炉渣4中的生石灰遇水溶解成碱水6；

3)储水池5中碱水6通过加压循环泵7经水管11输送至喷射装置12；

4)通过喷射装置12的高压碱水6撞击脱硫塔14内的斜面反射壁16形成水花，与从锅炉1排入脱硫塔14内的烟气接触，在还带有余热的烟气和碱水6接触过程中进行酸碱中和，其中二氧化硫和碱水最终生成CaSO₄·2H₂O，余水通过脱硫塔14底部的回水管8回到储水池5，CaSO₄·2H₂O则定时清除；

5)脱硫塔14内的烟气通过引风机10送入烟囱9排放；

6)经环保监测站实时监测，烟囱9排放的烟气中二氧化硫含量为33mg/m³，低于北京市的排放标准150mg/m³，烟尘为21mg/m³，低于北京市的排放标准50mg/m³。

所述通过四种形式的喷射装置后，高压碱水的喷溅形式：

1)在脱硫塔14内，中心竖直两头有尖锥斜面反射壁16的喷溅支撑体13，高压碱水6从脱硫塔14侧面引入，与尖锥斜面反射壁16呈垂直入射，高压碱水6撞击尖锥斜面反射壁16，碱水6被反溅成水花；

2)高压碱水6从脱硫塔14的塔顶面引入，控制喷水口12与支撑体13上尖锥斜面反射壁16的距离，高压碱水6撞击支撑体13上尖锥斜面反射壁16，使高压碱水6形成瀑布状；

3)原理同2)喷水口12从脱硫塔14的塔顶侧面水平引入，在喷水口12之间设置由支撑体13支持尖锥斜面反射壁16，高压碱水6经撞击锥面反射壁16后，喷射成水花瀑布形状；

4)在脱硫塔14内中央竖立的水管11上部，水平设置喷水口12，支撑体13在塔壁上与喷水口12相对应的位置上设置尖锥斜面反射壁16，高压碱水6经撞击锥面反射壁16后，使水形成喷溅水花或瀑布状。

Claims (2)

1.一种燃煤锅炉石灰石双效脱硫方法，其特征在于：所述燃煤锅炉石灰石双效脱硫法是通过一种喷射装置将干法脱硫和湿法脱硫有机结合合成，于该两种方法单独运用的排放量；

所述双效脱硫的具体过程如下：

1)将含钙量为30～60Wt％，颗粒大小为0.25～50Cm³的石灰石与燃煤的含硫量按重量比为1∶1～1∶5的比例投入燃煤锅炉内，共同燃烧，使煤燃烧产生的一部分SO₂在石灰石表面形成CaSO₄，一部分硫被固定，剩余的SO₂通过烟道进入脱硫塔；未反应的石灰石经燃烧后变成生石灰CaO进入渣池；

2)将步骤1)产生的炉渣放入储水池中，生石灰遇水溶解成碱水；

3)储水池中碱水通过加压循环泵输送至喷射装置；

4)通过喷射装置的高压碱水撞击脱硫塔内的斜面反射壁形成水花，与锅炉排入脱硫塔内的烟气接触，在还带有余热的烟气和碱水接触过程中进行酸碱中和，其中二氧化硫和碱水最终生成CaSO₄·2H₂O，余水回到储水池，CaSO₄·2H₂O则定时清除；

5)脱硫塔内的烟气通过引风机送入烟囱排放；

6)经环保监测站实时监测，烟囱排放的烟气中二氧化硫含量为33mg/m³，低于北京市的排放标准150mg/m³，烟尘为21mg/m³，低于北京市的排放标准50mg/m³。

2.根据权利要求1所述燃煤锅炉石灰石双效脱硫方法，其特征在于：所述通过四种形式的喷射装置后，高压碱水的喷溅形式：

1)在脱硫塔内，中心竖直两头有尖锥斜面反射壁的喷溅支撑体，高压碱水从脱硫塔侧面引入与尖锥斜面反射壁呈垂直入射，高压碱水撞击尖锥斜面，高压碱水被反溅成水花；

2)高压碱水从脱硫塔的塔顶面引入，控制喷水口与支撑体上尖锥斜面反射壁的距离，高压碱水撞击支撑体上尖锥斜面反射壁，使高压碱水形成瀑布状；

3)原理同2)，喷水口从脱硫塔的塔顶侧面水平引入，在喷水口之间设置由支撑体支持尖锥斜面反射壁，高压碱水经撞击锥面反射壁后，喷射成水花瀑布形状；

4)在脱硫塔内中央竖立的水管上部，水平设置喷水口，支撑体在塔壁上与喷水口相对应的位置上设置尖锥斜面反射壁，高压碱水经撞击锥面反射壁后，使水形成喷溅水花或瀑布状。

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