專利名稱：降低鍋爐煙氣中二氧化硫含量的工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及減輕鍋爐燃燒過程SO2對大氣污染的工藝和設(shè)備。
我國大氣中的SO2污染源主要是燃煤時排放的煤煙。
煤炭是我國的主要能源，直接燃燒原煤的工業(yè)鍋爐近50萬臺，加上工業(yè)爐窯和民用茶爐等，年耗煤量幾達5億噸。據(jù)統(tǒng)計，全國一年排入大氣中的1850萬噸SO2中，89%是燃燒原煤時排放的;排入大氣中的2195萬噸煙塵中，79%是燃煤時排放的。加之我國鍋爐的燃燒熱效率低，因此，實現(xiàn)鍋爐的無煙、低硫燃燒并提高燃燒熱效率，是控制煤煙型污染的關(guān)鍵。由于無煙燃燒和提高燃燒效率的型煤生產(chǎn)已付諸工業(yè)實施，這樣，減輕鍋爐燃煤過程SO2對大氣污染，已成為目前的當務(wù)之急了。
當前，國外都采用向原煤中摻加固硫劑的辦法來降低燃煤排煙中的SO2含量。經(jīng)檢索，USP4226601號、JP昭57-70193號USP4322218號專利等都是這項專利技術(shù)。但這些已有技術(shù)的共同點，是只靠將固硫劑簡單地摻加到原煤中而未采取相應(yīng)的技術(shù)措施，以致在爐膛溫度高達800～1300℃的鍋爐中實際使用時，與實驗室試驗結(jié)果相比，固硫率顯著下降，減輕大氣中SO2污染的效果不佳。
本發(fā)明的目的，是提供降低燃煤過程SO2排放量的富集固硫劑的型煤和多孔粒狀固硫劑及其使用方法。
本發(fā)明所用的固硫劑是公知的，主要是廉價的Ca系列化合物[CaO、Ca(OH)2、CaCO3]。如果以Ca系列固硫劑為主，添加少量固硫反應(yīng)活性強的K、Na、Ba、Sn、Mn或Fe化合物，還可提高固硫率。
本發(fā)明的型煤加工工藝，由原料篩分、配料、粉碎、加入公知的粘結(jié)劑、混捏、成型和固結(jié)等7個現(xiàn)有技術(shù)工序組成，成型靠經(jīng)過改裝的對輥，式成型機實現(xiàn)，成型壓力一般為250～550千克/厘米。
研究結(jié)果表明，成型粉煤中的硫分與固硫劑Ca的反應(yīng)分兩步進行第一步是生成中間產(chǎn)物CaS
第二步是CaS氧化生成CaSO4，即固硫由于CaS的氧化能力低于C的氧化能力，因此，需要在強氧化氣氛中才能使CaS氧化。加之在高溫下CaS容易分解、氧化生成SO2。這兩種情況就會大大降低固硫劑的固硫效果。因此必須采取相應(yīng)的措施來提高固硫劑的固硫率，降低SO2對大氣的污染。
首先，固硫劑的用量，是按固硫劑的Ca當量與原煤的硫當量之比(即Ca/S)計算的。本發(fā)明采用的鈣硫比(CaS)小于2，如以原煤的硫分計算，則S＝1%，固硫劑(以CaO為例)用量小于3.5%。如采用K的化合物作固硫劑，則以K當量折算成Ca當量計算，余類推。
其次，將固硫劑富集在型煤表面或給料原煤層表面，型煤或原煤燃燒時，在煤與碳等還原物質(zhì)相當少的條件下，固硫劑與SO2接觸，使固硫反應(yīng)能在強氧化氣氛下進行。
為此，本發(fā)明采用兩種改進設(shè)備的方法來實現(xiàn)上述要求。一是在對輥式成型機給料斗兩側(cè)各裝一個固硫劑給料斗(附

圖12)因兩個新增給料斗在成型機給料斗的前方，即先向球窯中給入固硫劑燃后再給入固硫劑。二是在原煤層燃爐給料斗后方增設(shè)一個固硫劑給料斗(附圖3)因原煤先給到給料輸送機上，這樣，就在原煤層上面覆蓋了一層固硫劑，這兩種新增的給料斗都能使固硫劑反應(yīng)在強氧化的氣氛下進行。
第三，利用部分煤炭使固硫劑形成多孔狀，大大增加固硫劑的比表面，以提高其固硫率。這種固硫劑可包覆在型煤表面，也可用公知的方法將其加工成粒狀固硫劑覆蓋在鍋爐的原煤層上。
此外，以Ca/S小于2的用量，將固硫劑摻加到沸騰燃燒鍋爐的原煤中，也可以降低SO2對大氣的污染。
無論在型煤生產(chǎn)中還是在直接燃燒原煤的鍋爐中使用本發(fā)明提出的固硫型煤或固硫劑，在爐溫1000～1300℃的條件下，降低煙氣中的SO2含量效果顯著在實驗室條件下，總固硫率超過90%，在鍋爐中也能達到60～70%。固硫劑用量(Ca/S)由通常的2～3以上降低到2%以下。
附圖1和2是在對輥式成型機給料斗兩側(cè)安裝固硫劑給料斗示意圖，給料斗的寬度與成型輥的寬度相等。附圖3是在層燃爐給料斗后方安裝固硫劑給料斗示意圖。
在附圖中1-增設(shè)的固硫劑給料斗2-對輥式成型機型煤原料給料斗3-壓輥4-球窩5-包覆固硫劑的型煤
6-鍋爐給煤斗7-原煤層8-覆蓋的固硫劑層9-鍋爐。
現(xiàn)舉一項本發(fā)明的實施例如下用北京銷售的混煙煤1號與興隆高硫煤配成全硫分為3.69%的試驗用煤。將以CaO為主、摻加少量Na和Ba化合物的多孔固硫劑，按鈣硫比1.89的用量，加入試驗用煤中加工成型煤，投入KZL-4-18型快裝鏈條鍋爐中燃燒。在爐膛溫度為1150°～1250℃的工況下，總固硫率為63.5%，煙塵減少74%，煙氣黑度小于12林格曼級。
權(quán)利要求
1.一種降低鍋爐煙氣中SO2含量的工藝，其特征是將以Ca系列化合物為主的固硫劑(其中也可摻加少量煤炭)包覆在鍋爐型煤表面或鋪在層燃鍋爐燃燒煤層表面上或摻到沸騰鍋爐的給煤中，以降低鍋爐排煙中的SO2含量。
2.一種如權(quán)利要求1中所述的降低鍋爐煙氣中SO2含量的工藝，其特征是所用固硫劑以Ca的氧化物、氫氧化物或碳酸鹽(即Ca系列化合物)為主，配加少量K、Na、Ba、Sn、Mn或Fe化合物，用量為鈣硫比(Ca/S)小于2。
3.一種如權(quán)利要求2中所述的固硫劑，其特征是在其中加入部分煤炭形成多孔狀固硫劑，增加固硫劑的比表面。
4.一種如權(quán)利要求1所述的降低鍋爐煙氣中SO2含量的工藝，其特征是在對輥式成型機的型煤原料給料斗兩側(cè)(即給料斗前方)各加裝一個固硫劑給料斗，在給料斗下面也可增設(shè)給料裝置，使壓成的型煤表面包覆一層固硫劑或摻加少量煤炭的固硫劑。
5.一種如權(quán)利要求1所述的降低鍋爐煙氣中SO2含量的工藝，其特征是在層燃鍋爐給煤斗后方加裝一個固硫劑給料斗，使給入鍋爐的煤層上面覆蓋一層固硫型煤或固硫劑。
6.一種如權(quán)利要求2所述的固硫劑，其特征是按CaS小于2的用量將固硫劑加到沸騰鍋爐的給煤中起固硫作用。
全文摘要
本發(fā)明提供減輕鍋爐燃煤過程SO
文檔編號C10L5/38GK1043734SQ88108858
公開日1990年7月11日 申請日期1988年12月28日 優(yōu)先權(quán)日1988年12月28日
發(fā)明者黃鐘成, 王佩蘭, 雷曉旭 申請人:中國礦業(yè)大學北京研究生部