[发明专利]燃煤用复合型固硫剂、复合型固硫水煤浆以及炉内伴烧固硫方法

说明书

本发明涉及燃煤用复合型固硫剂、复合型固硫水煤浆以及炉内伴烧固硫方法。燃煤用复合型固硫剂包括碳酸钙和碳酸钠，其中，碳酸钠的含量为碳酸钙含量的1～2wt%。采用上述燃煤用复合型固硫剂，可以实现较高的固硫率。

技术领域

本发明属于脱硫技术领域，特别涉及一种炉内伴烧固硫工艺。

背景技术

中国SO₂的排放量与煤炭消耗量有着密切的关系，SO₂排放量的90％来自于燃煤。随着煤炭消费的不断增长，燃煤排放的二氧化硫量也不断增加，致使我国酸雨和二氧化硫污染日趋严重。煤炭是一种低品位的化石能源，而在我国的能源结构体系中，煤炭的使用量又占据着十分高的比例，同时我国又是高硫煤储量较多的国家，煤炭中的灰分、硫分含量都较高。大部分煤炭灰分在25％～28％左右，硫分含量变化范围也较大：从0.1％-10％不等，随着燃煤量的增加，燃煤排放的SO₂量也不断增加，根据国家环境保护局对全国2177个环境监测站2013年监测数据的分析表明，中国有62.3％的城市环境空气中的SO₂年平均浓度超过国家环境空气质量二级标准。而环境空气SO₂年平均浓度二级标准是保障人群在环境中长期暴露不受危害的基本要求。因此，工业固硫技术意义重大，传统的固硫技术可分为燃烧前脱硫、燃烧中固硫、燃烧后脱硫。

燃前脱硫，即在燃烧前将煤进行脱硫处理的技术。该技术可以从源头上减少煤燃烧后SO₂的产生，是减少大气污染的有效途径之一。但洗煤初期投资大，洗选后煤价格高；二是燃后脱硫技术，即将烟气中SO₂除去，以降低SO₂排放量。该技术脱硫效果好，但一次性投资费用大，运行费用高，目前在我国推广使用比较困难；三是燃中固硫技术，即配合燃烧工况，在煤中加入固硫剂，在燃烧过程中使SO₂与固硫剂反应形成固态残渣，从而减少SO₂的排放量。

燃后脱硫即烟气脱硫(FGD)，是目前我国工业上应用的主要脱硫方式。按照脱硫过程的干湿性质又可以分为湿法脱硫、半干法脱硫和干法脱硫。湿法脱硫是目前最为广泛应用的脱硫技术，它是将脱硫系统安装于烟道的末端、除尘器之后，脱硫过程在气液两相中进行，其特点就是脱硫效率高。常用的湿法脱硫是石灰石-石膏法，其原理是用石灰石或石灰浆液吸收烟气中的SO₂生成CaSO₃，经过氧化过程将CaSO₃氧化成石膏CaSO₄·2H2O。此方法有了很多年的实际运行经验，在技术上比较成熟。然而，这种技术初期投资比较大，而且在运行当中需要对产生的废水进行处理以防设备的腐蚀，另外其运行费用巨大。

燃烧中固硫技术，是在燃煤中添加一定的固硫剂使煤在燃烧或气化时生成的气态硫化物在炉内吸收，气相中残存的硫化物与刚进入炉内的固硫剂接触而被吸收，从而使排出气体中的SO₂大大降低。燃中固硫技术具有设备简单，占用空间小、投资少等优势，因此从环保技术性、经济性来讲，燃中固硫技术是一种十分适合我国国情发展的二氧化硫减排技术。

然而，燃烧中固硫技术的固硫效率并不高，以具有代表性的炉内干法脱硫为例，固硫率只能达到60％，改进后的NID干法脱硫固硫率最高也只能达到80％，满足不了工业上超低超净排放的要求。另外，脱硫产物废弃物量比较大，是一种CaSO₄·1/2H₂O和CaSO₃· 1/2H₂O的混合物，其中CaSO₃·1/2H₂O占较大比例，为脱硫产物后续利用带来困难。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种具有较高的固硫率，并且固硫产物也可以得到利用的燃煤用复合型固硫剂、基于该燃煤用复合型固硫剂的复合型固硫水煤浆以及炉内伴烧固硫方法。