[發明專利]煤燃燒灰的處理方法及脫硫方法

無效

• 申請號: 00802527.4
• 申請日: 2000-10-31
• 公開（公告）號: CN1335792A
• 公開（公告）日: 2002-02-13
• 發明（設計）人: 古屋修
• 申請（專利權）人: 出光興產株式會社
• 主分類號: B09B3/00
• 分類號: B09B3/00;C09K17/02
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 曹雯,楊麗琴

技術領域

本發明是關于煤燃燒灰的處理方法，也是關于利用煤燃燒灰和水的混合處理制造脫硫劑或土壤改良劑及使用該脫硫劑的燃煤爐的脫硫方法。

背景技術

在從燃煤鍋爐排出的排出氣體中，一般包含100～2000ppm(容量)的硫氧化物等有害物質，這些有害物質成為酸雨或光化學煙霧的原因，因此希望對其有效的處理方法。到目前為止，開發了活性碳等干式方法或石灰-石膏方法等濕式方法。但是，干式方法存在去除率不高的問題，濕式方法去除率高，但存在由排水處理困難等引起的設備費、運轉費變高等問題。

必須解決這些問題，希望有害物質的去除率高、不產生排水、能夠以低成本運轉的脫硫方法。為此，作為燃煤鍋爐的脫硫方法，除了上述方法以外，已提出：①將熟石灰或其漿液噴霧到排出氣體中的半干式方法。②將石灰石噴霧到煙道內的高溫氣體中的干式方法。③將石灰石直接供給燃燒爐內的干式方法。這些方法與活性碳法或石灰-石膏法相比，雖然有稱為設備費或運轉費低的優點，但存在去除率未必充分的問題。

尤其，在①或②的情況下，存在難以確保排出氣體和脫硫劑成分的接觸時間長的問題。因此，③的向燃燒爐，特別向流動層或流化床供給石灰石的方法，最近正在受到重視。即，作為高效率地燃燒煤的鍋爐，例如具有以較大粒子形成的流動層的循環型流動層式燃煤鍋爐已實用化。

以以下的概念圖為基礎說明該流動層式燃煤鍋爐。圖1是本發明的脫硫方法的一種實施方式的流動層式燃煤鍋爐的概念說明圖。流動層式燃煤鍋爐由在下部具有流動層2的流動層式燃燒爐1、從該燃燒爐1排出的燃燒氣體等中分離粒子的旋風集塵器3、將以旋風集塵器3分離的粒子的熱進行利用的外部熱交換器4、以及利用排出氣體的熱的對流傳熱部5構成。

在此，在燃燒爐1中形成10～20m左右的砂礫等構成的流動層2，煤和石灰石等脫硫劑成分一起從供給口7向流動層2中供給。從一次空氣供給口8向流動層2的下部供給空氣，借此煤發生燃燒。由燃燒而產生的灰或碳、石灰石、被破壞的砂礫等小粒子向旋風集塵器3移動。以旋風集塵器3分離的小粒子就會下落到下部的外部熱交換器4中。

被熱交換器4熱回收的小粒子就會通過循環路徑9向流動層2循環。另外，以旋風集塵器3分離了小粒子的高溫氣體，利用對流傳熱器5將傳熱管10內的水加熱而產生蒸汽，與此同時被冷卻，在袋濾器6捕集微小粒子，然后排出。

這種被捕集的稱為“袋灰”的煤燃燒灰是數微米的微粒子，是飛散性的，因此通常加水而廢棄，或利用于填平，或一部分作為水泥的原料被利用。但是，無論填平或作為水泥的原料的利用，燃煤鍋爐的地點與填平地點或水泥廠的地點接近者少，因此存在運輸成本增大的問題。另外，也正在研究作為其他的建設材料的混凝土骨料、路基材料的實際應用，但因為煤燃燒灰的組成不是一定的，所以對品質等管理是困難的，因此實際情況是其利用受到限制。

然而，在這種燃煤鍋爐中，為了吸收由煤燃燒而生成的二氧化硫氣體(SO₂)，向流動層同時供給煤和石灰石。因此，在煤燃燒灰中，含有約10～40重量％的來自石灰石的灰成分。在來自該石灰石的成分中，捕捉了二氧化硫氣體的鈣成分通常是30重量％左右，殘留的石灰石僅在表面吸收二氧化硫氣體，作為石膏(CaSO₄)而固化，以其內部被石灰石(CaCO₃)加熱，轉變成生石灰(CaO)的未反應的形態殘存下來。

因此，將包含這種未反應的石灰成分的煤燃燒灰原封不動地用于填平，從節省資源、經費的方面考慮，也是不希望的。另外，已經知道，這種未反應的生石灰，通過加水進行水合，生成氫氧化鈣(Ca(OH)₂)，發生劇烈的發熱膨脹。因此，利用這種認識，提出了許多使煤燃燒灰再生利用的方法。

例如，在如上述圖1所示的流動層式燃煤鍋爐中，在①在特開平8-166110號公報中提出了流動層鍋爐的燃燒灰的再循環法，該再循環法由下述的過程構成，即，將旋風集塵器以后捕集的燃燒灰用水或者水和水泥系固化劑進行混煉，而發生固化的過程；將該固形物粉碎，形成造粒材料的過程；將該造粒材料導入燃燒室內的過程。②在特開平9-42614號公報中提出了流動層鍋爐的燃燒灰的再循環法，其特征是，該燃燒灰再循環法由下述的過程構成，即，將利用集塵裝置捕集的燃燒灰加濕且混合攪拌，發生水合反應，而形成再活性化灰的第1過程；使該活性化灰干燥的第2過程；以及將干燥過的再活性化灰再供給燃燒室的第3過程。