配煤掺烧炉内脱硫高温固硫剂

摘要

配煤掺烧炉内脱硫高温固硫剂，涉及一种减少燃煤SO

说明书

技术领域

    本发明涉及一种减少燃煤SO₂排放的脱硫剂，具体地说是一种配煤掺烧炉内脱硫高温固硫剂。

背景技术

环境保护日益为全球所关注。我国SO₂年排放数量大,酸雨已覆盖国土面积40%左右,如何降低和控制SO₂的污染变得尤为紧迫和重要。由于我国能源结构是以煤炭为主,绝大多数煤炭用于燃烧,要降低和控制SO₂的污染，就要设法降低煤炭燃烧过程中的SO₂排放量。现在燃煤锅炉脱硫技术中燃烧前脱硫，即洗煤技术，通过洗煤，将燃煤中的硫份去除，达到洁净煤燃烧，减少SO₂排放的目的。但这种洗煤技术由于细粒分散状黄铁矿和有机硫无法通过物理方法脱除,因此脱硫效果差。尾部烟气脱硫，脱硫率虽高，但其一次性投入的设备设施费、年运行费及设备维修费过高，非一般电厂所能承受，尤其是使用燃煤或劣质煤的中小型锅炉的电厂，因此不易推广应用。配煤掺烧固硫剂脱硫技术，即采用配煤掺烧固硫剂与燃煤均匀混合，进入锅炉进行燃烧固硫，这种脱硫技术成本低、无设备设施投入。但是现有的固硫剂脱硫效果尚不理想。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种脱硫效率高的配煤掺烧炉内脱硫高温固硫剂。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：配煤掺烧炉内脱硫高温固硫剂，由氧化钙、二氧化硅、碳酸钠、氧化镁、三氧化二铁、三氧化二铝、二氧化钛、木质素磺酸钠、氧化钾、五氧化二钒和碳化硅组成，各原料加入量的重量百分比为：氧化钙38—42%、二氧化硅9—12%、碳酸钠3—5%、氧化镁6—8%、三氧化二铁7—9%、三氧化二铝11—13%、二氧化钛4—5%、木质素磺酸钠2—3%、氧化钾2—3%、五氧化二钒3—5%、碳化硅4—6%。

所述的二氧化硅的粒度为3—6μm。

本发明的有益效果是：使用本发明的高温固硫剂后大幅提高了脱硫效率，能把燃煤中的80%的SO₂固定下来，大大减轻后期烟气脱硫的负担，使燃煤烟气中的SO₂浓度达到国家规定的排放标准。脱硫后锅炉所排粉煤灰、炉底渣磨成水泥细度28天抗压强度达16.0Mpa以上。高温固硫剂的存在降低了煤灰的分解温度，并大幅度减少了分解所吸收的热量，使燃煤更加充分燃烧，降低了所排粉煤灰的残碳量，提高了锅炉热效率，同时解决了燃煤锅炉燃煤所带来的结焦问题。

具体实施方式

配煤掺烧炉内脱硫高温固硫剂，由氧化钙、二氧化硅、碳酸钠、氧化镁、三氧化二铁、三氧化二铝、二氧化钛、木质素磺酸钠、氧化钾、五氧化二钒和碳化硅组成，各原料加入量的重量百分比为：氧化钙38—42%、二氧化硅9—12%、碳酸钠3—5%、氧化镁6—8%、三氧化二铁7—9%、三氧化二铝11—13%、二氧化钛4—5%、木质素磺酸钠2—3%、氧化钾2—3%、五氧化二钒3—5%、碳化硅4—6%。

所述的二氧化硅的粒度为3—6μm。

本发明的配煤掺烧炉内脱硫高温固硫剂的使用方法为：本发明的高温固硫剂采用配煤掺烧的炉内脱硫方法，将本发明的高温固硫剂与燃煤按照1:4—2:3的重量比均匀混合后送入锅炉进行燃烧，高温固硫剂的加入量越大脱硫效果越好但成本也越高。燃烧过程中固硫剂中的氧化物对煤炭具有助燃作用，其着火点将显著降低，提高煤炭的利用率，固硫剂中的催化物对煤炭具有催化作用，可以使煤炭在燃烧过程中燃烧的快而彻底。

实施例1

按重量百分比取38%的氧化钙、12%的二氧化硅、3%的碳酸钠、7%的氧化镁、9%的三氧化二铁、13%的三氧化二铝、4%的二氧化钛、2%的木质素磺酸钠、3%的氧化钾、5%的五氧化二钒和4%的碳化硅混合制得配煤掺烧炉内脱硫高温固硫剂，其中二氧化硅的粒度为3μm。

经测试，在电厂燃煤锅炉上按煤：高温固硫剂=80：20配比的混合燃料同时燃烧运行72h，其中燃煤的含硫量为0.392%，由此折算的SO₂排放量为43.36 Kg/h，实际排放量为6.70 Kg/h，脱硫率为84.5%。锅炉所排灰渣的28天抗压强度为16.0MPa。

实施例2

按重量百分比取39%的氧化钙、10%的二氧化硅、4%的碳酸钠、8%的氧化镁、8%的三氧化二铁、12%的三氧化二铝、5%的二氧化钛、3%的木质素磺酸钠、2%的氧化钾、4%的五氧化二钒和5%的碳化硅混合制得配煤掺烧炉内脱硫高温固硫剂，其中二氧化硅的粒度为5μm。

经测试，在电厂燃煤锅炉上按煤：高温固硫剂=70：30配比的混合燃料同时燃烧运行72h，其中燃煤的含硫量为0.343%，由此折算的SO₂排放量为45.28 Kg/h，实际排放量为4.30 Kg/h，脱硫率为90.5%。锅炉所排灰渣的28天抗压强度为16.8MPa。

实施例3

按重量百分比取42%的氧化钙、9%的二氧化硅、5%的碳酸钠、6%的氧化镁、7%的三氧化二铁、11%的三氧化二铝、5%的二氧化钛、3%的木质素磺酸钠、3%的氧化钾、3%的五氧化二钒和6%的碳化硅混合制得配煤掺烧炉内脱硫高温固硫剂，其中二氧化硅的粒度为6μm。

经测试，在电厂燃煤锅炉上按煤：高温固硫剂=60：40配比的混合燃料同时燃烧运行72h，其中燃煤的含硫量为2.65%，由此折算的SO₂排放量为381.60 Kg/h，实际排放量为0.88 Kg/h，脱硫率为99.8%。锅炉所排灰渣的28天抗压强度为18.1MPa。

由此可见按照本发明技术方案的组分和比例制得的高温固硫剂在配煤掺烧时能够有效降低的SO₂排放量。固硫剂中的SiO₂、Fe₂O₃、Ai₂O₃等元素可以促进燃煤活化产物，他们可以通过化学键的断裂，以获得更多的分子量较小的气体物质，从而降低了活化能，也就降低了煤的着火温度，使煤炭燃烧的更加完全。在燃烧过程中碳酸钠、氧化钾、木质素磺酸钠和五氧化二钒等物质能够促进SO₂反应生成CaSO₄、MgSO₄等物质，提高反应效率和钙原子的利用率，从而将大部分SO₂固定下来。在反应过程中还生成更稳定的多元化合物CaFe₃(SiO₄)₂OH、3CaO·3Al₂O₃·CaSO₄覆盖或包裹在CaSO₄外面，形成玻璃体状态物质，从而延缓并阻止了CaSO₄的分解，提高了固硫效率。脱硫后锅炉所排粉煤灰、炉底渣磨成水泥细度28天抗压强度达16.0Mpa以上，可全部转化为水泥建材行业的优质原料，利用价值提高。在使用过程中能够使燃煤更加充分燃烧，降低了所排粉煤灰的残碳量，提高了锅炉热效率，同时解决了燃煤锅炉燃煤所带来的结焦问题。