燃煤鍋爐石灰石雙效脫硫方法
2023-10-04 01:06:09
專利名稱：燃煤鍋爐石灰石雙效脫硫方法
技術領域：
本發明屬於環保脫硫技術範圍，特別涉及一種燃煤鍋爐石灰石雙效脫硫方法。
背景技術：
目前燃煤鍋爐的使用相當普遍，採暖、冶煉及其它工業用途，但是因煤炭的含硫量高，在排出的煙氣中含二氧化硫氣體很多，造成環境汙染，是造成下酸雨的主要原因，破壞人們的生態環境。現有採用的脫硫方式是90％以上在燃煤鍋爐中加石灰粉或其它鹼性物質。
具體方法一乾式鍋爐內脫硫(如循環硫化床)，把石灰石粉直接吹入鍋爐爐膛內直接混合後，與燃煤一起燃燒，減少二氧化硫的排出，達到脫硫目的。缺點是A.必須是較大鍋爐；B.設備工藝較複雜，價格較貴，直接供暖的中小型鍋爐無法使用。
方法二是溼法脫硫工藝較成熟，是用含鹼性物質的水進行循環噴淋，用鹼性水噴淋鍋爐排出的含二氧化硫的煙氣，通過氣水混合達到脫硫的目地。缺點是對脫硫設備要求高，循環水用量大，對脫硫劑要求較高，整個工藝流程較複雜使用難度大，運行費剛高；以目前的天燃氣價格來計，燃氣鍋爐的運行費用明顯高於燃煤鍋爐的運行費用，其中能源費用在整個鍋爐房費用中佔最大比重，能源費用佔76％(燃氣常規鍋爐房的成本費用為32.37元/m2；煤與天燃氣經熱值與價格比後，使用天燃氣鍋爐的費用是燃煤鍋爐費用的2.5～4.0倍。燃氣鍋爐房較高的運行費用以及隨之帶來的較高的採暖費用已影響到每一位採暖用戶。因此，在保證安全穩定供暖的前提下探尋一條既環保達標又成本較低的供暖途徑是我們供暖行業關注的焦點，其中燃料的選擇則是焦點的核心。
雖然國際上燃煤鍋爐脫硫已有百年以上的研究歷史，美國、日本也有不少成功的案例但進口一臺德國脫硫裝置需2.9億元人民幣，環保改造金以供熱能力計算2～3萬元/噸，供暖企業承受不了這樣高的運行費用噴淋循環水3000噸/小時的耗電量很大，電費企業難以承擔。因國情不同直接引進不現實，尤其是我們北京專門負責供暖的鍋爐，主要以10～40噸規格為主，品牌多樣，規格不一，工藝不成熟，無法直接參照電廠成熟的脫硫技術。因此至今為止本市在燃煤脫硫問題上沒有一例既經濟又高效的示範工程參考。
發明內容
本發明的目的是提供一種燃煤鍋爐石灰石雙效脫硫方法，其特徵在於所述燃煤鍋爐石灰石雙效脫硫法是將幹法脫硫和溼法脫硫通過一種裝置使該兩種方法有機結合的成為雙效脫硫法，降低脫硫成本，二氧化硫排放遠遠低於該兩種方法單獨運用的排放量。
所述雙效脫硫的具體過程如下1)將含鈣量為30～60Wt％，顆粒大小為0.25～50Cm3的石灰石與燃煤的含硫量按重量比為1∶1～1∶5的比例投入燃煤鍋爐內共同燃燒，使煤燃燒產生的一部分SO2在石灰石表面形成CaSO4硫被固定，剩餘的SO2通過煙道進入脫硫塔；未反應的石灰石經燃燒後變成生石灰CaO進入渣池，2)將步驟1)產生的爐渣放入儲水池中，生石灰遇水溶解成鹼水；3)儲水池中鹼水通過加壓循環泵輸送至噴射裝置；4)通過噴射裝置的高壓鹼水撞擊脫硫塔內的斜面反射壁形成水花，與鍋爐排入脫硫塔內的煙氣接觸，在還帶有餘熱的煙氣和鹼水接觸過程中進行酸鹼中和，其中二氧化硫和鹼水最終生成CaSO4·2H2O，餘水通過脫硫塔底部的回水管回到儲水池，CaSO4·2H2O則定時清除；5)脫硫塔內的煙氣通過引風機送入煙囪排放；6)經環保監測站實時監測，煙囪排放的煙氣中二氧化硫含量為33mg/m3，低於北京市的排放標準150mg/m3，煙塵為21mg/m3，低於北京市的排放標準50mg/m3。
所述通過四種形式的噴射裝置後，高壓鹼水的噴濺形式1)在脫硫塔內，中心豎直兩頭有尖錐斜面反射壁的噴濺支撐體，高壓鹼水從脫硫塔側面引入與尖錐斜面反射壁呈垂直入射，高壓鹼水撞擊尖錐斜面，高壓鹼水被反濺成水花；
2)高壓鹼水從脫硫塔的塔頂面引入，控制噴水口與支撐體上尖錐斜面反射壁的距離，高壓鹼水撞擊支撐體上尖錐斜面反射壁，使高壓鹼水形成瀑布狀；3)原理同2)，噴水口從脫硫塔的塔頂側面水平引入，在噴水口之間設置由支撐體支持尖錐斜面反射壁，高壓鹼水經撞擊錐面反射壁後，噴射成水花瀑布形狀；4)在脫硫塔內中央豎立的水管上部，水平設置噴水口，支撐體在塔壁上與噴水口相對應的位置上設置尖錐斜面反射壁，高壓鹼水經撞擊錐面反射壁後，使水形成噴濺水花或瀑布狀。
本發明的有益效果是1.本裝置克服了乾式鍋爐內脫硫把石灰石粉直接吹入鍋爐，產生大量煙塵，易堵塞煙道，增加除煙塵的設備成本；和溼法脫硫中噴淋頭的噴水孔比較細，易發生堵塞的問題，本發明不用停產維修，減少了運行維護費。
2.降低二氧化硫排放量，是北京排放標準的1/3為煙塵排放量低於標準的1/2。
3.降低運營成本，傳統脫硫採用氧化鎂440/噸，鹼1800～2000元/噸，碳酸氫氨600元/噸，而石灰石20元/噸，石灰粉240元/噸。相同脫硫效果用量碳酸氫氨1噸，運費30元/噸，總計630元。石灰石4噸，運費30元/噸，總計200元。石灰粉2噸，運費30元/噸，總計540元。由此可看出運營成本降到1/3～1/2，經進一步改造預計成本可降到1/5。
4.在保證環保達標情況下，使用本方法完全可以用高硫煤代替低硫煤和燃氣，每噸煤可節約煤費100元，北京市每年用煤3000萬噸，可節約30億元。
圖1為燃煤鍋爐石灰石雙效脫硫裝置結構示意圖。
圖2～圖5為脫硫塔噴射裝置的四種形式結構示意圖。
具體實施例方式
本發明提供一種燃煤鍋爐石灰石雙效脫硫方法。在圖1所示燃煤鍋爐石灰石雙效脫硫裝置結構示意圖中，該裝置將幹法脫硫和溼法脫硫兩種方法有機結合為雙效脫硫法，降低脫硫成本，二氧化硫排放遠遠低於該兩種方法單獨運用的排放量。
結合
所述雙效脫硫的具體過程如下1)將含鈣量為30～60Wt％，顆粒大小為0.25～50Cm3的石灰石3與燃煤2的含硫量按重量比為1∶1、1∶2、1∶3、1∶4、1∶5的比例投入燃煤鍋爐1內共同燃燒，使煤燃燒產生的一部分SO2在石灰石表面形成CaSO4，一部分硫被固定，剩餘部分的SO2通過煙道15進入脫硫塔14；未反應的石灰石3經燃燒後變成生石灰CaO進入渣池；2)將步驟1)產生的爐渣4放入儲水池5中，爐渣4中的生石灰遇水溶解成鹼水6；3)儲水池5中鹼水6通過加壓循環泵7經水管11輸送至噴射裝置12；4)通過噴射裝置12的高壓鹼水6撞擊脫硫塔14內的斜面反射壁16形成水花，與從鍋爐1排入脫硫塔14內的煙氣接觸，在還帶有餘熱的煙氣和鹼水6接觸過程中進行酸鹼中和，其中二氧化硫和鹼水最終生成CaSO4·2H2O，餘水通過脫硫塔14底部的回水管8回到儲水池5，CaSO4·2H2O則定時清除；5)脫硫塔14內的煙氣通過引風機10送入煙囪9排放；6)經環保監測站實時監測，煙囪9排放的煙氣中二氧化硫含量為33mg/m3，低於北京市的排放標準150mg/m3，煙塵為21mg/m3，低於北京市的排放標準50mg/m3。
所述通過四種形式的噴射裝置後，高壓鹼水的噴濺形式1)在脫硫塔14內，中心豎直兩頭有尖錐斜面反射壁16的噴濺支撐體13，高壓鹼水6從脫硫塔14側面引入，與尖錐斜面反射壁16呈垂直入射，高壓鹼水6撞擊尖錐斜面反射壁16，鹼水6被反濺成水花；2)高壓鹼水6從脫硫塔14的塔頂面引入，控制噴水口12與支撐體13上尖錐斜面反射壁16的距離，高壓鹼水6撞擊支撐體13上尖錐斜面反射壁16，使高壓鹼水6形成瀑布狀；3)原理同2)噴水口12從脫硫塔14的塔頂側面水平引入，在噴水口12之間設置由支撐體13支持尖錐斜面反射壁16，高壓鹼水6經撞擊錐面反射壁16後，噴射成水花瀑布形狀；4)在脫硫塔14內中央豎立的水管11上部，水平設置噴水口12，支撐體13在塔壁上與噴水口12相對應的位置上設置尖錐斜面反射壁16，高壓鹼水6經撞擊錐面反射壁16後，使水形成噴濺水花或瀑布狀。
權利要求
1.一種燃煤鍋爐石灰石雙效脫硫方法，其特徵在於所述燃煤鍋爐石灰石雙效脫硫法是通過一種噴射裝置將幹法脫硫和溼法脫硫有機結合合成，於該兩種方法單獨運用的排放量；所述雙效脫硫的具體過程如下1)將含鈣量為30～60Wt％，顆粒大小為0.25～50Cm3的石灰石與燃煤的含硫量按重量比為1∶1～1∶5的比例投入燃煤鍋爐內，共同燃燒，使煤燃燒產生的一部分SO2在石灰石表面形成CaSO4，一部分硫被固定，剩餘的SO2通過煙道進入脫硫塔；未反應的石灰石經燃燒後變成生石灰CaO進入渣池；2)將步驟1)產生的爐渣放入儲水池中，生石灰遇水溶解成鹼水；3)儲水池中鹼水通過加壓循環泵輸送至噴射裝置；4)通過噴射裝置的高壓鹼水撞擊脫硫塔內的斜面反射壁形成水花，與鍋爐排入脫硫塔內的煙氣接觸，在還帶有餘熱的煙氣和鹼水接觸過程中進行酸鹼中和，其中二氧化硫和鹼水最終生成CaSO4·2H2O，餘水回到儲水池，CaSO4·2H2O則定時清除；5)脫硫塔內的煙氣通過引風機送入煙囪排放；6)經環保監測站實時監測，煙囪排放的煙氣中二氧化硫含量為33mg/m3，低於北京市的排放標準150mg/m3，煙塵為21mg/m3，低於北京市的排放標準50mg/m3。
2.根據權利要求1所述燃煤鍋爐石灰石雙效脫硫方法，其特徵在於所述通過四種形式的噴射裝置後，高壓鹼水的噴濺形式1)在脫硫塔內，中心豎直兩頭有尖錐斜面反射壁的噴濺支撐體，高壓鹼水從脫硫塔側面引入與尖錐斜面反射壁呈垂直入射，高壓鹼水撞擊尖錐斜面，高壓鹼水被反濺成水花；2)高壓鹼水從脫硫塔的塔頂面引入，控制噴水口與支撐體上尖錐斜面反射壁的距離，高壓鹼水撞擊支撐體上尖錐斜面反射壁，使高壓鹼水形成瀑布狀；3)原理同2)，噴水口從脫硫塔的塔頂側面水平引入，在噴水口之間設置由支撐體支持尖錐斜面反射壁，高壓鹼水經撞擊錐面反射壁後，噴射成水花瀑布形狀；4)在脫硫塔內中央豎立的水管上部，水平設置噴水口，支撐體在塔壁上與噴水口相對應的位置上設置尖錐斜面反射壁，高壓鹼水經撞擊錐面反射壁後，使水形成噴濺水花或瀑布狀。
全文摘要
本發明公開了屬於環保脫硫技術範圍的一種燃煤鍋爐石灰石雙效脫硫方法。該方法是通過一種裝置將幹法脫硫和溼法脫硫有機結合成為雙效脫硫法，脫硫成本較低，二氧化硫排放遠遠低於該兩種方法單獨運用的排放量。
文檔編號B01D53/50GK1919420SQ200610089268
公開日2007年2月28日 申請日期2006年8月14日 優先權日2006年8月14日
發明者武建國 申請人:武建國