[發明專利]一種基于粉煤灰礦物成分定向調配的燃煤過程污染物控制的應用

有效

• 申請號: 202110315027.X
• 申請日: 2021-03-24
• 公開（公告）號: CN113083005B
• 公開（公告）日: 2022-07-19
• 發明（設計）人: 韓軍;秦林波;趙波;梁洋碩;陳耕
• 申請（專利權）人: 武漢科技大學
• 主分類號: B01D53/86
• 分類號: B01D53/86;B01D53/90;B01D53/06;B01D53/60;B01D53/64;B01D53/70;B01D53/72
• 代理公司: 武漢宇晨專利事務所(普通合伙) 42001
• 代理人: 王敏鋒

本發明公開了一種基于粉煤灰礦物成分定向調配的燃煤過程污染物控制的應用。采用粉煤灰重力分選技術，用溴仿分選高硫粉煤灰，重粉煤灰中鈣和鐵質量含量遠高于原粉煤灰中鈣和鐵。在700℃下，重粉煤灰對砷、SO₂、NO_x、甲苯和氯苯的脫除效率分別為63.79％，71.20％，67.8％，72.8％和65.3％，遠高于原粉煤灰脫除砷、SO₂、NO_x、甲苯和氯苯等污染物的效率；重粉煤灰中富集的鈣和鐵對污染物具有較好的吸附和催化作用，重粉煤灰通過吸附和催化雙重功效協同脫除燃煤煙氣中砷、SO₂、NO_x、甲苯和氯苯等污染物；此外，在含SO₂的煙氣中重粉煤灰對砷的吸附能力從原粉煤灰的461μg/g提高到785μg/g。該技術不僅實現粉煤灰循環資源化利用，達到“以廢治污”的目的，還解決了燃煤煙氣多污染物協同控制難題。

技術領域

本發明屬于煙氣污染脫除技術領域，具體涉及一種基于粉煤灰礦物成分定向調配的燃煤過程污染物控制的應用。

背景技術

燃煤過程會產生大量的污染物如二氧化硫(SO₂)、氮氧化物 (NOx)、細顆粒物、重金屬等，其能引起嚴重的環境問題。目前，我國已全面實施燃煤電廠煙氣超低排放，即顆粒物排放濃度限值為10 mg/Nm³，二氧化硫(SO₂)排放濃度限值為35mg/Nm³，氮氧化物(NOx) 排放濃度限值為50mg/Nm³。細顆粒物富含多種有毒衡量元素進入呼吸系統對人體造成極大的危害，如砷是一種劇毒元素，可導致癌癥、出生缺陷和神經系統損傷等嚴重的不良健康影響。煤中砷的含量為 6.4μg/g，在煤燃燒過程中砷容易揮發。因此，燃煤電廠被認為是砷的主要人為來源之一。據估計，2010年中國的燃煤電站向大氣排放了 335噸砷。一般來說，煤中的砷主要以As₂O₃(gas)的形式蒸發，然后在煤燃燒過程中與煤中的氧或礦物質發生反應。在煙氣下游，氣態砷通過成核或冷凝過程富集亞微米顆粒，很容易穿透現有的空氣污染控制裝置逃逸到大氣中。目前，砷的控制途徑是：將砷從氣相轉化為顆粒相，從亞微米顆粒轉化為粗顆粒，從有毒物質轉化為無毒物質。

盡管我國目前已經具備高效除塵、脫硫、脫硝技術及設備實現燃煤電廠煙氣超低排放，但一般均是污染物控制設備單獨控制，各自為戰。這種單一控制模式存在三個問題：1)采用單一的設備難以滿足愈趨嚴格的污染物排放要求；2)各單一污染物控制設備之間存在相互不利的影響，可能影響整個污染物控制系統甚至鍋爐的安全穩定運行；3)系統極其復雜，難以精準控制，導致煙氣凈化成本高、負荷大。因此，急需在現有煙氣凈化設備上游脫除部分污染物，從而減輕下游燃煤煙氣脫硫脫硝脫重金屬的負荷，實現燃煤煙氣的高效經濟性超低排放。

經檢索，有類似的方案公開；例如：一種工業煙氣除塵脫硫脫砷一體化方法(申請號：201410557222.3，申請日：2014.10.20)，其利用無機硫化物吸收SOx，同時將煙氣中的塵粒捕集下來，無機硫化物同煙氣中的汞、砷等有毒重金屬反應生不溶性成硫化鹽，然后利用絡合亞鐵吸收NOx，無機硫化物作為還原劑再生吸收劑，實現灰塵、SOx、 NOx、汞、砷等污染物的同步脫除，但該技術存在無機硫化物和絡合亞鐵消耗量較大，處理成本較高，絡合亞鐵再生難等問題，且凈化污染物后的吸附劑是一種危險廢棄物。

發明內容