【技術(shù)領(lǐng)域】

本發(fā)明涉及煙氣凈化領(lǐng)域，具體涉及一種爐內(nèi)脫硫劑及其制備方法。

背景技術(shù)：

循環(huán)流化床鍋爐技術(shù)是近十幾年來迅速發(fā)展的一項高效低污染清潔燃燒枝術(shù)，國際上這項技術(shù)在電站鍋爐、工業(yè)鍋爐和廢棄物處理利用等領(lǐng)域已得到廣泛的商業(yè)應(yīng)用，并向幾十萬千瓦級規(guī)模的大型循環(huán)流化床鍋爐發(fā)展；國內(nèi)在這方面的研究、開發(fā)和應(yīng)用也逐漸興起，目前已開發(fā)出600mw的循環(huán)流化床鍋爐并投入使用。

目前控制燃煤s02污染的方法主要有煤燃燒前、燃燒中和燃燒后脫硫三種，循環(huán)流化床鍋爐一般采用燃燒中脫硫、燃燒后脫硫或燃燒中與燃燒后脫硫結(jié)合的方式。隨著大氣排放要求對so2排放濃度的日趨嚴(yán)格，大型的循環(huán)流化床鍋爐都配套建設(shè)了爐后石灰石-石膏濕法脫硫裝置，但是采用爐后石灰石-石膏濕法脫硫工藝，其固定投資大，運行電耗高，場地占地面積大，而且會產(chǎn)生廢水等。

爐內(nèi)燃燒中脫硫以石灰石或石灰為脫硫劑，具有投資少，操作方便等優(yōu)點，但它存在脫硫效果較差的缺點。脫硫劑的用量一般用鈣和硫的摩爾比(ca/s)來表示。當(dāng)流化速度一定時，脫硫率隨ca/s增大而增大；當(dāng)ca/s一定時，脫硫率隨流化速度降低而升高。為使脫硫率達(dá)90％，則流化床的ca/s＝3～5，這將使石灰石消耗量過大，實際操作中為平衡多種因素的影響，實用的ca/s＝1.5～2.5。但是，當(dāng)ca/s比較低，脫硫效率同時也呈顯著降低，導(dǎo)致最終so2的排放不能滿足環(huán)保要求。

因此，有必要提供一種新的工藝解決上述技術(shù)問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是克服上述技術(shù)問題，提供一種在低ca/s比條件下，能顯著提高脫硫效率的爐內(nèi)脫硫劑的制備方法。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：

一種爐內(nèi)脫硫劑的制備方法，包括如下步驟：

步驟s1：提供活性成分，所述活性成分包括按重量百分比計的如下組分：硝酸鐵30～50％；碳酸鈉20～30％；醋酸鈉20～40％；木質(zhì)素磺酸鈣10～20％；

步驟s2：將所述活性成分制備成濃度為15-20％的活性溶液；

步驟s3：將石灰石顆粒于所述活性溶液中浸泡0.5-1h；

步驟s4：過濾、晾干后得到所述爐內(nèi)脫硫劑。

優(yōu)選的，所述石灰石顆粒的粒徑為100-1000μm。

優(yōu)選的，所述步驟s3中，浸泡溫度為30-40℃。

優(yōu)選的，所述步驟s4之后還包括研磨步驟，將所述脫硫劑研磨至粒徑100-300目。

本發(fā)明還提供一種爐內(nèi)脫硫劑。所述爐內(nèi)脫硫劑由所述制備方法制備得到。

與相關(guān)技術(shù)相比，本發(fā)明提供的爐內(nèi)脫硫劑的制備方法，具有如下有益效果：

一、本發(fā)明中將石灰石作為固硫劑，通過設(shè)計一種可提高石灰石活性的溶液，對石灰石進(jìn)行浸泡，提高石灰石高溫反應(yīng)活性，從而提高石灰石的脫硫效率。將制備得到的爐內(nèi)脫硫劑應(yīng)用在75t/h的循環(huán)流化床鍋爐中進(jìn)行脫硫試驗，煤質(zhì)中含硫百分比為1.0～1.5％，控制ca/s比在1.2-1.8條件下，經(jīng)試驗，脫硫效率大于75％，可達(dá)80％。

二、本發(fā)明提供的爐內(nèi)脫硫劑，可控制ca/s比在較低的條件下進(jìn)行，且脫硫效率顯著，可顯著降低脫硫成本。

【具體實施方式】

下面將通過具體實施方式對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。

以下首先對本發(fā)明提供的爐內(nèi)脫硫增效劑的作用原理進(jìn)行詳細(xì)闡述。

脫硫反應(yīng)機(jī)理：煤在高溫燃燒時，固硫劑碳酸鈣在高溫下迅速分解生成cao，cao與煤燃燒放出的so2發(fā)生如下反應(yīng)，直接或通過生成caso3氧化后而生成caso4。反應(yīng)方程式如下：

cao+so2→caso3

caso3+1/2o2→caso4

cao+so2+1/2o2→caso4

石灰石與so2直接發(fā)生硫化反應(yīng)生成caso4：

caco3+so2+l/2o2→caso4+co2

石灰石顆?；蚍弁ㄟ^設(shè)計的化學(xué)溶液進(jìn)行活性調(diào)質(zhì)處理后，其孔隙率、孔徑分布、孔連通結(jié)構(gòu)均發(fā)生了較大的變化，主要體現(xiàn)在孔隙率增大，孔表面附著活性物質(zhì)。

活性成分中的硝酸鐵、碳酸鈉、木質(zhì)磺酸鈣、醋酸鈉在不同程度的高溫下，均可發(fā)生分解反應(yīng)，一方面可促進(jìn)石灰石的高溫分解反應(yīng)的進(jìn)行，另一方面使生成氧化鈣的孔隙率、孔徑有利于其與so2反應(yīng)生成硫酸鈣。

具體的催化反應(yīng)機(jī)理為：

fe化合物能有效降低石灰石分解反應(yīng)活化能，促進(jìn)碳酸鈣的反應(yīng)。

碳酸鈉、醋酸鈉、木質(zhì)素磺酸鈣在高溫下的分解，能促進(jìn)石灰石在不同溫度下的孔徑結(jié)構(gòu)生長，總體促進(jìn)大孔徑分布的趨勢增強(qiáng)，孔隙的連通性增強(qiáng)。石灰石的大孔徑加大及孔徑連通性發(fā)育越完善，so2擴(kuò)散更為容易，最終促進(jìn)脫硫效率的提高；而且碳酸鈉、醋酸鈉、木質(zhì)素磺酸鈣本身即為脫硫劑，能生成硫酸鈉固硫。

以下再通過具體的實施例闡述本發(fā)明提供的爐內(nèi)脫硫劑的制備方法，以及將制備得到的爐內(nèi)脫硫劑應(yīng)用于脫硫工藝的效果。

實施例1

爐內(nèi)脫硫劑的制備方法，包括如下步驟：

步驟s1：提供活性成分，所述活性成分包括按重量百分比計的如下組分：硝酸鐵30％；碳酸鈉20％；醋酸鈉30％；木質(zhì)素磺酸鈣20％；

步驟s2：將所述活性成分制備成濃度為15％的活性溶液；

步驟s3：將石灰石顆粒于所述活性溶液中浸泡0.5-1h，浸泡溫度為30℃；所述石灰石顆粒的粒徑為100-1000μm。

步驟s4：過濾、晾干后得到所述爐內(nèi)脫硫劑；

步驟s5：將所述爐內(nèi)脫硫劑研磨至粒徑100-300目。

將本實施例制備得到的爐內(nèi)脫硫劑應(yīng)用于75t/h的循環(huán)流化床鍋爐中進(jìn)行脫硫試驗，煤質(zhì)中含硫百分比為1.0～1.5％；控制反應(yīng)中ca/s比在1.2-1.8之間，經(jīng)檢測，脫硫效率為81％。

實施例2

爐內(nèi)脫硫劑的制備方法，包括如下步驟：

步驟s1：提供活性成分，所述活性成分包括按重量百分比計的如下組分：硝酸鐵50％；碳酸鈉20％；醋酸鈉20％；木質(zhì)素磺酸鈣10％；

步驟s2：將所述活性成分制備成濃度為20％的活性溶液；

步驟s3：將石灰石顆粒于所述活性溶液中浸泡0.5-1h，浸泡溫度為40℃；所述石灰石顆粒的粒徑為100-1000μm。

步驟s4：過濾、晾干后得到所述爐內(nèi)脫硫劑；

步驟s5：將所述爐內(nèi)脫硫劑研磨至粒徑100-300目。

將本實施例制備得到的爐內(nèi)脫硫劑應(yīng)用于75t/h的循環(huán)流化床鍋爐中進(jìn)行脫硫試驗，煤質(zhì)中含硫百分比為1.0～1.5％；控制反應(yīng)中ca/s比在1.2-1.8之間，經(jīng)檢測，脫硫效率為75％。

實施例3

爐內(nèi)脫硫劑的制備方法，包括如下步驟：

步驟s1：提供活性成分，所述活性成分包括按重量百分比計的如下組分：硝酸鐵30％；碳酸鈉20％；醋酸鈉40％；木質(zhì)素磺酸鈣10％；

步驟s2：將所述活性成分制備成濃度為18％的活性溶液；

步驟s3：將石灰石顆粒于所述活性溶液中浸泡0.5-1h，浸泡溫度為35℃；所述石灰石顆粒的粒徑為100-1000μm。

步驟s4：過濾、晾干后得到所述爐內(nèi)脫硫劑；

步驟s5：將所述爐內(nèi)脫硫劑研磨至粒徑100-300目。

將本實施例制備得到的爐內(nèi)脫硫劑應(yīng)用于75t/h的循環(huán)流化床鍋爐中進(jìn)行脫硫試驗，煤質(zhì)中含硫百分比為1.0～1.5％；控制反應(yīng)中ca/s比在1.2-1.8之間，經(jīng)檢測，脫硫效率為80％。

實施例4

爐內(nèi)脫硫劑的制備方法，包括如下步驟：

步驟s1：提供活性成分，所述活性成分包括按重量百分比計的如下組分：硝酸鐵30％；碳酸鈉30％；醋酸鈉25％；木質(zhì)素磺酸鈣15％；

步驟s2：將所述活性成分制備成濃度為16％的活性溶液；

步驟s3：將石灰石顆粒于所述活性溶液中浸泡0.5-1h，浸泡溫度為38℃；所述石灰石顆粒的粒徑為100-1000μm。

步驟s4：過濾、晾干后得到所述爐內(nèi)脫硫劑；

步驟s5：將所述爐內(nèi)脫硫劑研磨至粒徑100-300目。

將本實施例制備得到的爐內(nèi)脫硫劑應(yīng)用于75t/h的循環(huán)流化床鍋爐中進(jìn)行脫硫試驗，煤質(zhì)中含硫百分比為1.0～1.5％；控制反應(yīng)中ca/s比在1.2-1.8之間，經(jīng)檢測，脫硫效率為79％。

實施例5

爐內(nèi)脫硫劑的制備方法，包括如下步驟：

步驟s1：提供活性成分，所述活性成分包括按重量百分比計的如下組分：硝酸鐵40％；碳酸鈉25％；醋酸鈉20％；木質(zhì)素磺酸鈣15％；

步驟s2：將所述活性成分制備成濃度為20％的活性溶液；

步驟s3：將石灰石顆粒于所述活性溶液中浸泡0.5-1h，浸泡溫度為34℃；所述石灰石顆粒的粒徑為100-1000μm。

步驟s4：過濾、晾干后得到所述爐內(nèi)脫硫劑；

步驟s5：將所述爐內(nèi)脫硫劑研磨至粒徑100-300目。

將本實施例制備得到的爐內(nèi)脫硫劑應(yīng)用于75t/h的循環(huán)流化床鍋爐中進(jìn)行脫硫試驗，煤質(zhì)中含硫百分比為1.0～1.5％；控制反應(yīng)中ca/s比在1.2-1.8之間，經(jīng)檢測，脫硫效率為77％。

與相關(guān)技術(shù)相比，本發(fā)明提供的爐內(nèi)脫硫劑的制備方法，具有如下有益效果：

一、本發(fā)明中將石灰石作為固硫劑，通過設(shè)計一種可提高石灰石活性的溶液，對石灰石進(jìn)行浸泡，提高石灰石高溫反應(yīng)活性，從而提高石灰石的脫硫效率。將制備得到的爐內(nèi)脫硫劑應(yīng)用在75t/h的循環(huán)流化床鍋爐中進(jìn)行脫硫試驗，煤質(zhì)中含硫百分比為1.0～1.5％，控制ca/s比在1.2-1.8條件下，經(jīng)試驗，脫硫效率大于75％，可達(dá)80％。

二、本發(fā)明提供的爐內(nèi)脫硫劑，可控制ca/s比在較低的條件下進(jìn)行，且脫硫效率顯著，可顯著降低脫硫成本。

以上所述的僅是本發(fā)明的實施方式，在此應(yīng)當(dāng)指出，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明創(chuàng)造構(gòu)思的前提下，還可以做出改進(jìn)，但這些均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。