[發明專利]高活性石灰爐內脫硫技術

無效

• 申請號: 200710067379.8
• 申請日: 2007-02-26
• 公開（公告）號: CN101254936A
• 公開（公告）日: 2008-09-03
• 發明（設計）人: 王大年
• 申請（專利權）人: 王大年
• 主分類號: C01F11/06
• 分類號: C01F11/06;B01D53/50
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

(一)技術領域：

本發明涉及的技術領域為各種熱力鍋爐的脫硫技術，主要為火力發電及有關行業。

(二)背景技術：

目前，國內外的熱力鍋爐在生產運行中，由于燃料燃燒產生大量的SO₂廢氣，對環境污染很大，酸雨嚴重。脫硫技術被相關企業和主管部列入重點，十分重視。楊旭中編著《燃煤電廠脫硫裝置》，中國電力出版社(www.cepp.com.cn)2006年6月出版，詳細介紹了國內外脫硫技術發展的現狀和應用實例。據介紹，目前的脫硫技術，多采用爐后廢氣排放過程中增加濕法脫硫裝置，用石灰石(CaCO₃)作脫硫劑，采用多次循環的脫硫工藝。由于石灰石是一種低活性的脫硫劑，在爐后低溫煙氣環境中脫硫反應速度很慢，脫硫裝置很龐大；采用濕法脫硫工藝，必須對脫硫廢渣進行脫水、烘干處理，其占地面積很大，工藝復雜，投資很大，水、電消耗較高，運行成本也很高，普及和推廣難度較大。少數單位也曾研究和試驗用石灰石粉作脫硫劑在爐內脫硫。但是，石灰石必須完成分解反應，生成石灰(CaO)后才能和SO₂反應生成CaSO₃，才能以固態形式從煙氣中分離出來，其反應過程如下：

CaCO₃→CaO+CO₂↑-1645J/g

CaO+SO₂→CaSO₃(亞硫酸鈣)↓

在富氧的狀態下，CaSO₃也可生成CaSO₄(硫酸鈣)

CaSO₃+1/2?O₂→CaSO₄↓

由于石灰石在爐內是一種大量吸熱的碳酸鹽分解化學反應，所產生的大量CO₂氣體覆蓋在CaO顆粒表面，阻礙著SO₂氣體和它的脫硫反應。同時石灰石粉分解產生的大量CO₂氣體也沖淡了爐內空氣中O₂含量，也影響了煤粉的燃燒和CaSO₄的生成。煙氣在爐內停留時間很短(約10秒以內)，實際上石灰石爐內脫硫大部份在爐后低溫環境中完成。這不利于脫硫化學反應，造成爐內脫硫效率僅在35％以下，而且不能縮減爐后脫硫裝置的能力。因此，它的投資、占地、工藝布置、成本、管理等方面存在的問題和單純爐后脫硫技術，相差不多。有些資料介紹爐內石灰石/石灰脫硫技術，實際上入爐材料為石灰石粉，在爐內分解后生產石灰，再在爐后脫硫的滯后化學反應。我們曾對某熱電廠230t/h鍋爐進行石灰石和石灰爐內脫硫方案的對比試驗。結果表明，石灰石影響爐溫明顯，必須噴油增溫才能維持鍋爐出力，而石灰粉噴入爐內，火焰明亮，爐溫較高，鍋爐出力正常，效果較好。

(三)發明內容：

為避開石灰石(CaCO₃)爐內大量吸熱(1645J/g)和放出CO₂氣體的前置分解化學反應，本發明提供一種直接以高活性石灰在爐內快速完成脫硫化學反應的技術和高活性石灰脫硫劑的生產要求。本發明的技術特征是，采用低溫輕燒(900～1100℃)技術生產的高活性石灰脫硫劑，其體積密度為1.5g/cm³，比表面積～20,000cm²/g，并按熱力鍋爐用煤量和原煤中全硫以及煤灰的化學成分相適應的數量，均勻噴入爐內高溫區(＞1100℃)；其他需要碎粒狀石灰的鍋爐，也可用此種碎粒狀脫硫劑和方法。

這種高活性石灰爐內脫硫技術的有益效果是：

1、適當提高CaO/SO₂的比值時，能保證爐內高效快速的脫硫效果。

2、由于爐內脫硫效率可大幅度提高，可相應縮減爐后脫硫裝置，甚至對于原煤中全硫量不高或要求不高的地方，可取消爐后脫硫裝置，也可能達標排放。

3、由于適當提高CaO/SO₂的比值，在爐內高溫區的CaO可以和煤灰中的SiO₂反應生成部份水泥熟料有效的礦物硅酸鈣，相應提高粉煤灰的質量和價值。

4水泥熟料煅燒化學反應的熱工過程中，CaO在高溫區和硅酸二鈣(2CaO·SiO₂)反應生成硅酸三鈣(3CaO·SiO₂)是一個放熱化學反應，其放熱量為419J/g。因此，根據入爐CaO和煤灰成份所能形成的硅酸三鈣，決定它的放熱量，將有益于熱力鍋爐的熱力強度。

5、該發明技術工藝簡單，占地小，投資省，綜合效益好。

(四)、具體實施方式：