一種燃煤鍋爐煙氣和灰渣的綜合利用方法

2023-06-29 09:15:16 1

專利名稱：一種燃煤鍋爐煙氣和灰渣的綜合利用方法
技術領域：
本發明屬於廢氣和固體廢物和處理方法，具體地說，是一種燃煤鍋爐煙氣和灰渣的綜合利用方法。
目前全球每年燒煤約50多億噸，絕大部分是發電鍋爐燃用，排向大氣大量粉塵、笑氣(N2O)、二價以上氮氧化物(以下簡稱NOx)、SO2、CO2，使空氣混濁、地球大氣臭氧層被破壞，空氣酸化，溫室效應排向地面大量灰渣形成堆放佔地、汙染地下水。僅中國每年被發電鍋爐排放的1.5億噸粉煤灰堆放佔地就達15萬畝。
人類在治理鍋爐燒煤和磷肥汙染上走了不少彎路，二戰以後，聯邦德國採用液態排渣鍋爐以石灰石作助溶劑的灰渣液態化使煤灰渣轉化為具有水泥活性材料，至1970年該國灰渣利用率達60％居世界之首，但就在此時人類也發現大氣受到了氮氧化物、二氧化硫嚴重汙染，而液態排渣鍋爐恰恰就是氮氧化物排放量最大的鍋爐。1979年日內瓦《防止遠距離跨國界空氣汙染國際協議)籤約後，各國紛紛立法限定NOx、SO2排放，使得液態鍋爐必須採用煙氣脫硝(NOx)、脫硫(SO2)淨化技術，使煙氣對大氣的汙染合乎法律規定。但該技術發生的費用卻使發電利潤下降約30％至50％，即使成本較低的SNOX煙氣淨化方法，每Kwh發電利潤也要下降0.97芬尼，(歐洲經濟委員會《氮氣化物排放控制技術經驗總結》，電力部，1994年出版，1頁、14頁、187頁)，由於液態排渣鍋爐僅僅是灰渣液態化，只是使灰渣具有低等使用價值不能創造利潤抵消煙氣脫硝、脫硫費用，於是人類便開始轉向採用循環流化床鍋爐，該爐雖然NOx、SO2排放低，但灰渣卻無利用價值，人類在鍋爐灰渣利用上走了100多年又走回原來的起點，1980年南極臭氣層出現空洞後，對破壞臭氧層的三種氣體氯氟烴、沙龍、笑氣N2O受到了注意，同時制定出取消氯氟烴、沙龍的計劃，1991年後歐洲經濟委員會環保局又發現被推廣的「環保」型循環流化床鍋爐正是笑氣排放最嚴重的鍋爐，而人類迄今為止尚沒有發明消除笑氣的技術，由於循環流化床鍋爐全面推廣後排放的笑氣有可能數倍於現有的沙龍、氯氟烴，故人類在防治動力鍋爐汙染上陷入困境。再加上鍋爐排放CO2使地球產生溫室效應，致使燒煤鍋爐幾乎被定性為不可持續發展技術。
本發明的目的是克服已有技術的缺點，提出一種低消耗、低能耗、低成本、基本無汙染的燃煤鍋爐的煙氣和灰渣的綜合利用技術。
本發明的主要技術方案利用煙氣綜合利用硫循環方法，製得的硫酸和磷酸進一步製得硫肥和磷肥；利用灰渣玻璃化、功能化的方法，將粉煤灰轉化富含硒鍺元素的抗癌玻璃肥以及功能型玻璃肥、巖棉纖維；將上述硫肥、磷肥、抗癌玻璃肥、功能型玻璃肥以及外購的氮、鉀、硼肥複合成抗癌保健功能型復混肥；將巖棉纖維製成巖棉保溫板、裝飾板、有機膠製人造木材及製品、無機膠製人造木材板、增強石膏板及將上述板材為面板、保溫板為芯板進而製得的輕體節能牆板或屋面板。
本發明的煙氣和灰渣的綜合利用方法包括以下步驟(1)煤和灰渣玻璃化、功能化添加劑同時加入液態排渣鍋爐中燃燒，生成可制巖棉纖維和功能型玻璃肥無規則網絡體熔融玻璃料漿和含SO2、NOx、F、CO2、富含硒鍺元素的粉煤灰的煙氣；(2)將步驟(1)富含硒鍺元素的粉煤灰的煙氣冷卻至190±5℃後送入SNOX煙氣淨化方法的袋式除塵器，使99.95％以上的富含硒鍺元素的粉煤灰與煙氣分離，除塵後的煙氣中含塵量小於5mg/Nm3；(3)由步驟(2)得到的富含硒、鍺元素的粉煤灰進入貯倉，進一步製得抗癌玻璃肥或用作製取硒鍺元素的工業原料；(4)由步驟(2)得到的含較高濃度的SO2、NOx煙氣經換熱器升溫到SNOX方法規定的溫度後進入裝有催化劑的脫硝器裝置，並同時向其中加入理論量的1-1.1倍的氨；(5)將步驟(4)脫硝後的煙氣進入裝有催化劑的脫硫器，使SO2轉化成SO3，含SO3的煙氣經步驟(4)所述換熱器後進入低溫空氣預熱器，降溫至露點以下，使SO3與水汽反應生成硫酸，另外煙氣中碘蒸汽與硫酸反應生成碘化物，並隨同硫酸一起進入硫酸貯罐，即得到富碘硫酸，部分硫酸進一步製得硫肥；(6)步驟(5)脫硫後的煙氣先經DESONOX方法的電除酸霧器進一步除酸後再進入DESONOX脫氟器，除去氟化物的煙氣排入大氣，電除酸霧器分離出的酸液進入步驟(5)的硫酸貯罐。
(7)步驟(5)得到的硫酸與磷礦粉在半水或二水一半水流程的溼法磷酸裝置中反應生成磷酸和磷石膏，磷酸進一步製取磷肥，磷石膏經中和、乾燥處理後返回步驟(1)液態排渣鍋爐用作添加劑；(8)步驟(1)得到的部分功能化玻璃料漿直接水淬成玻璃體經乾燥、研磨製得功能型玻璃肥；(9)步驟(1)得到的部分(玻璃化或玻璃化、功能化)玻璃料漿進入巖棉裝置製得巖棉纖維所構成的含膠或無膠棉胎。不能製取巖棉的玻璃料漿水淬成玻璃體返回步驟(8)製取功能型玻璃肥料。
(10)將步驟(3)製得的抗癌玻璃肥、步驟(5)製得的硫肥、步驟(7)製得的磷肥、步驟(8)製得的功能型玻璃肥、步驟(9)製得功能玻璃肥以及外購的氮肥、鉀肥、硼肥混合製得抗癌保健功能型復混肥。
(11)將步驟(9)製得含膠巖棉胎在固化爐中製成保溫板、裝飾板或有機膠製人造木材板或製品，將無膠棉胎進一步製得增強石膏板或無機膠製人造木材板、將有機膠製得裝飾板、有機或無機膠製人造木材板、增強石膏板作面板或外購金屬板作外側防水面板製得輕體、節能、阻燃牆板或屋面板。
步驟(1)至步驟(7)過程為「鍋爐煙氣的綜合利用方法」(以下簡稱"硫循環方法")已申報專利，專利申請號為99127191.2。
2.磷石膏、蛇紋石或鎂橄欖石、石灰石、石英砂或矽石、白雲石或菱鎂石、菱錳礦或硫錳礦、閃鋅礦或硫鋅礦、硫銅礦、鉬精礦、鉻礦石、錫礦石、鎳礦石、釩礦石、富含硒的煤炭或礦石、富含鍺的煤炭或礦石或相關的冶金礦渣、尾礦，它們的加入量應滿足玻璃化、功能化、燃燒安全條件，而且得到的玻璃料漿同時可用作製取巖棉和功能型玻璃肥富硒鍺粉煤灰的原料，具體的技術條件如下(1)玻璃化條件A．AL2O3≤25％；B.Fe2O3《12％；C.CaO 20～40％；D.MgO3.5～20％；E.CaO+MgO≥35％；F.SiO2,35～50％G．1500℃粘度n≤15泊；H.no/nsi≤4.5，式中no、nsi分別為玻璃料漿中氧原子、矽原子數；I3≤no/(nsi+1/2nAl+np)≤4，式中nAl、np分別為玻璃料漿中鋁、磷原子數。
(2)功能化條件A．CaOFGCaOHaGPLHF]]>B．MgOFGMgOHaGPLHF]]>C.imOnFGimOnHaGPLHF]]>(imOn=SiO2、MnO、ZnO、CuO、MoO3、CoO、Cr2O3、SnO2、NiO、V2O3)DGSeO2SG=FGSeO2Ha]]>FGSGGeO=FGHaGeO式中imOn--玻璃料漿中二氧化矽、氧化錳、氧化鋅、氧化銅、三氧化鉬、氧化鈷、三氧化二鉻、二氧化錫、氧化鎳、五氧化二釩濃度(％)；F-每噸煤供肥面積(Ha/噸煤)F=GP2O5HaKP2O5X1]]>式中 為農田試驗確定的每公頃應施磷肥以(P2O5計)量(Kg/Ha)； 為硫循環所採用溼法磷酸裝置每產出1Kg P2O5所排出磷石膏添加劑量(Kg/Kg)，試驗確定；X1--灰渣的玻璃化、功能化及硫循環確定添加劑磷石膏量(Kg/噸煤)；GHFPL--每噸煤產出理論構溶性玻璃肥量，
GPLHFFGCoOHaCoO]]>式中GHaCoO、為農田試驗確定每公頃應旋枸溶性氧化鈷量(Kg/Ha)，CoO--由煤灰渣及添加劑確定的玻璃料漿中氧化鈷濃度(％)。
GHaCoO、GHaMgO、 、GHaGeO、GHaimOn--分別為農田試驗確定的每公頃應施CaO、MgO、SeO2、GeO、imOn數量(Kg/Ha)。
、GSGGeO--分別為每燒1噸煤及相應添加劑在粉煤灰中生成的SeO2、GeO量(kg/噸煤或g/噸煤)。
(3)燃燒安全條件1000QDW+J=115XJQDWJ1000+J=115XJ+GPL]]>Q允，(J=l、2、3、4……14、16)XJ分別為鍋爐每燒1噸煤摻入前述的添加劑的量(Kg/ T煤)，QDW、QDWJ分別為煤、J項添加劑的低位發熱值(KJ/Kg)，由化驗確定，GPL為煤和添加劑燃燒生成的玻璃料漿量(Kg/T煤)，可用下式計算GPL=1000Aar(1-az)+J=115XJ(1-XZJ)]]>式中Aar、az、XZJ蓋分別為煤炭收到基灰分、灰渣1600℃燒失量、J項添加劑1600℃燒失量(％)，化驗確定；Φ為粉煤灰回熔率(％)，由粉煤灰中砷、鎘等重金屬元素氧化物不使SNOX催化劑中毒的試驗確定，可由下式計算=GPLGPL,]]>式中GΦPL為燒1噸煤回熔粉煤灰數量(Kg/T煤)；Q允為鍋爐一次風中煤粉、添加劑粉、回熔粉煤灰混合粉料允許的最低位發熱值，由熱工計算或燃燒試驗確定；ε為安全係數，由試驗確定。
Φ一粉煤灰熔率(％)，按照前述的技術條件，為滿足煤灰渣玻璃化、功能化兒燃燒安仝要求，可利用CaO-MgO-Al2O3-SiO2，四元粘度相圖來確定添加劑的量，其中MnO、ZnO、CuO、K，O、Na2O等濃度較大氧化物可按常規玻璃學方法，算作粘度圖中CaO，由物料平衡的聯立方程求得各種添加劑加入量。具體方法見專利申請號為99127191.2的專利申請。
步驟(3)所述的含硒鍺粉煤灰及其應用在專利申請號為00100 070.5的專利申請中已有介紹。即將富含硒鍺元素的玻璃質粉煤灰的煙氣經過熱器、省煤器、空氣預熱器冷卻到190℃後進入除塵器，將富含硒鍺元素的粉煤灰和煙氣分離，富含硒鍺元素粉煤灰用作抗癌玻璃肥時，可按常規方法將對其中的鹼性氧化物中和成鹽，再經乾燥、磨細即可。所述的抗癌玻璃肥，其產量、硒鍺元素氧化物含量、玻璃體含量、硫肥含量按下式計算GSG＝ΨGPL－ΦGPLGSeO2SG=1000MSeO2+J=115XJXSeO2JF.GSeO2Ha]]>GGeOSG=1000MGeO+J=115XJXGeOJF.GGeOHa]]>SeO2=GSeO2GSG]]>GeO=GGeOSGGSG]]>GSGPLGSG·ηSGPLGH2SO4SG=H2SO4SGGSG]]>GSSG=0.32GH2SO4SG]]>式中GSGSG--每噸煤所產富含硒鍺粉煤灰量(Kg/T煤)。
、GSGGEO、GSGPL、 GSGS--分別表示每噸煤所產富含硒鍺粉煤灰中硒氧物含量、鍺氧化物含量、玻璃體含量、中和消耗100％濃度富碘硫酸量、折算含硫元素硫肥量(Hg/T煤或g/T煤)。
MGeO--分別為煤炭收到基折算含SeO2、GeO濃度(％)，化驗確定。
、XGeOJ--分別代表j項添加劑中折算含SeO2、GeO濃度(％)，化驗確定。
SeO2、GeO--分別代表富含硒鍺粉煤灰中硒、鍺氧化物濃度(％)。
--每公斤富含硒、鍺粉煤灰用已知常規方法中和至中性消耗100濃度硫酸量(Kg/Kg)，試驗確定。
Ψ——液態排渣鍋爐捕渣率(％)，試驗確定；Φ——粉煤灰回熔率(％)；GpL一煤和添加劑燃燒生成的玻璃料漿量(Kg/T煤)。
步驟(6)所產的硫酸量按下式計算GH2SO4=3.06[1000Sar+XJXSJ]-GH2SO4P]]>式中 --每噸煤硫循環外硫酸(100％)濃度)產出量(Kg/T煤)8at·XSJ--分別為煤炭收到基硫份、J項添加劑折算的含硫元素濃度(％)。
--在硫循中溼法磷酸裝置耗折算100％濃度硫酸量(kg/噸煤)，試驗確定。
F--每噸煤所產抗癌保健功能型復混肥供肥面積(Ha/噸煤，計算見後部陳述)。
步驟(7)所述的磷酸量與磷石膏的排出量、硫酸的消耗量在磷礦粉品位、溼法磷酸裝置固定情況下有一定關係(馮元琦主編《中國化肥手冊》，P160，化工科學技術情報所，1992年版)即GP2O5=X1KP2O5]]>GH2SO4=KH2SO4.GP2O5]]>式中 -分別為每噸煤硫循環產出磷酸量(KgP2O/T煤)、溼法磷酸裝置消耗硫酸(100％濃度)量(Kg/T煤)。
——分別為每噸煤硫循環溼法磷酸裝置生產1KgP2O5磷酸排放的中和乾燥磷石膏量Kg磷石膏/KgP2O5、溼法磷酸裝置每生產1Kg P2O5磷酸消耗100％濃度硫酸量(Kg/Kg)。
步驟(8)所述的功能型玻璃肥，其製備方法已申請專利，專利申請號為00100008.X，該方法是將步驟(1)得到的玻璃料漿直接水淬、乾燥、研磨得到的，實際上功能型玻璃肥或抗癌功能型玻璃肥還應包括步驟(9)製造巖棉過程中水淬、乾燥、研磨得到的玻璃粒料以及前述的步驟(3)製得的富含硒鍺元素的抗癌功能性玻璃肥。該功能型玻璃肥或抗癌功能型玻璃肥近似重量的按式計算GPLF=(1+0.81H2SO4SG)GFSG+GPLMF+GPLH2O)]]>GPLH2OGPLHF-GPL(1-PLM)PLMF-GFSG[PLSG-(1-PLM)PLMFPLH2O-(1-PLM)PLMF]]>GPLMF=(GPLF-GSG-GPLH2O)=(GPLHF-GSGPLSG-GH2O]]>PLPLH2O)(1-PLMF)]]>GPLHF=GSGPL+GPLMFPLMF+GPLH2OPLH2O=FGCoOHaCoO]]>式中GPLF、 、GMFPL、GHFPL——分別為每噸煤所產抗癌功能型玻璃肥總重量、熔融玻璃料漿直接水淬玻璃體乾重、制巖棉過程水淬玻璃體乾重、抗癌功能型玻璃肥中構溶性玻璃體總重量(Kg/T煤)；F-供肥面積(Ha/噸煤}由下式計算F=GP2O5GP2O5Ha]]>式中 --每公頃每季作物應施磷肥中P2O5數量(Kg/Ha)由農田試驗確定。
ηSGPL、 、ηMFPL——分別為富含硒鍺粉煤灰中枸溶性玻璃體濃度，玻璃料漿直接水淬粒狀玻璃中枸溶玻璃體濃度、制巖棉過程水淬粒狀玻璃枸溶玻璃體濃度、玻璃粒漿制巖棉轉化率(％)，化驗或試驗確定。
GHaCoO、CoO--分別為農田試驗確定的每公頃應施枸溶性氧化鈷數量(Kg/Ha或g/ha)、煤和添加劑形成的抗癌功能型玻璃肥中枸溶性氧化鈷濃度(％)，化驗確定。由下式計算，CoO=1000AaraCoO+J=115XJXCoOJ]]>式中acoO、XCoOJ--分別為煤炭灰渣中、J項添加劑中含CoO濃度(％)化驗確定。
步驟(9)所述的巖棉，其製備方法已申請專利，專利申請號為00103206.2，該方法是將液態玻璃料漿直接送入巖棉纖維製造裝置的離心機或將玻璃料漿先送入電加熱導流槽再進入離心機製得含膠或無效的巖棉纖維及壓制所成棉胎，其中16％以上的含膠巖棉纖維用於製造巖棉保溫板，餘用於製造包括人造木材、高強度石膏板在內的巖棉製品。導流槽切換時，玻璃料漿進入液態排渣口下方的水淬粒化箱水淬成功能型玻璃肥原料。所述導流槽已申報專利，專利申請號為00205387.X每噸煤所產的無膠或含膠巖棉胎產量由下式計算GM＝(GPL—GPLF)×(1+j)式中GM——每噸煤產出巖棉胎重量(Kg/T煤)j——巖棉胎中含膠比(％)步驟(10)所述的抗癌保健功能型復混肥料已申請專利，專利申請號為00100363.4。該復混肥除硼肥、氮肥、鉀肥需外購外，其餘肥料均是從鍋爐煙氣和灰渣得到，所述的磷肥是由步驟(7)製得的磷酸，按常規的方法製得的磷酸一胺、磷酸二胺、重過磷酸鈣；所述的硫肥是由步驟(5)製得硫酸按常規方法製得包括硫銨、硫酸鎂、普通過磷酸鈣、硫酸亞鐵、硫酸鋅、硫酸銅、硫酸鈷、硫酸錳在內的硫肥，所述的功能型玻璃肥包括富含硒鍺元素的抗癌功能型玻璃肥是由步驟(3)、步驟(8)、步驟(9)提供。其中所述的復混肥的加入量在專利申請號為00100363.4專利申請中已經介紹，即按下述方法確定尚未確定的肥料重量(1)確定磷肥中重過磷酸鈣、磷氨重量GP2O5PC=FGCaOHa-GPLHFCaOCaOPC]]>GP2O5PN=GP2O5-GP2O5PCP2O5PCP2O5PN]]>式中 --分別為每噸煤硫循環所產磷酸進一步所轉化的重過磷酸鈣、磷酸一銨或二銨重量(Kg/噸煤)
ηPCCaO· --分別為重過磷酸鈣中含氧化鈣、磷酸一銨或二銨中含P2O5濃度(％)，化驗確定。
(2)確定硫肥中硫酸鎂、硫銨的重量GSSM=FGMgOHa-GPLHFMgOMgOSM]]>GSSM=FGSHa-GSSMSSM-GP2O5PNSPN-GP2O5PCSSGSSM]]>式中GHaS、GSGS、GSGS--分別為農田試驗確定的每公頃應施折算硫酸態硫元素肥量(Kg/Ha)，若無農田試驗數據，通常可取20-25Kg/Ha)、每噸煤循環外硫酸應製造並加入抗癌保健功能型復混中硫酸鎂量(Kg/噸煤)、每噸煤應製造並加入抗癌保健功能型復混肥中硫銨量(Kg/煤)、每噸煤富硒鍺粉煤灰加入抗癌保健功能型復混肥中硫元素量(Kg/噸煤)。
ηSMMgO--硫酸鎂中MgO濃度(％)，化驗確定。
．ηSMS、ηPNS、ηPCS--分別為硫酸鎂、硫銨、磷酸一銨或二銨、重過磷酸鈣中含硫酸根折算硫元素濃度(％)，化驗確定。
(3).硼肥的加入量(以硼元素計)以每季每公傾作物需要的硼元素的量乘以供肥面積即是每噸煤的硼元索肥的量；(4).鉀肥的量(以K2O計)以每季每公傾作物需要的鉀肥K2O量乘以供肥面積即為每噸煤鉀肥K2O的量，(6).氮肥的量(以N計)以每季第化頃作物需要的氮元素肥量乘以供肥面積即為氮肥的每噸煤氮元素肥的量；所述的外購硼肥包括硼砂、硼玻璃在內的水溶或枸溶硼元素化肥補充復混肥中硼元素的不足，其外購量可按下式計算；GBF=GBHa-0.31GPLHFB2O5B]]>式中GBF、GHaB、ηB--分別為每噸煤製造抗癌保健功能型復混肥應外購硼肥數量(Kg/T煤)、農田試驗確定每公頃應施硼元素量(Kg/Ha)、外購硼肥中硼元素濃度(％)，化驗確定。
B2O5--功能型玻璃中枸溶性三氧化二硼含量(％)，由下式確定B2O5=1000AaraB2O5+J=115XJXB2O5JGPL]]>式中 --分別為煤炭灰渣中、J項添加劑中B2O5濃度(％)，化驗確定。
所述的外購鉀肥包括氯化鉀、硫酸鉀，其外購量按下式計算GK2OF=FGK2OHa-GPLHFK2OK2O]]>式中 --分別表示每噸煤製造抗癌保健功能型復混肥應外購鉀肥數量(Kg/T煤)、農田試驗確定的每公頃應施K2O量(Kg/Ha)、外購鉀肥中K2O濃度(％)，化驗確定。
K2O--功能型玻璃肥中枸深性氧化鉀濃度(％)，由下式確定K2O=1000AaraK2O+J=115XJXK2OJGPL]]>式中 --分別為煤炭灰渣中，J項添加劑中K2O濃度(％)，化驗確定。
所述外購氮肥包括尿素、硝氨，其外購量也可按下式計算GPLF=FGNHa-GP2O5PNNPN-GSSNNSNN]]>式中GNF、GHaNηN--分別為每噸煤制定抗癌保健功能型復混肥應外購氮肥數量(Kg/噸煤)、農田試驗確定的每公頃應施氮元素量(Kg/Ha)、外購氮肥中氮元素濃度(％)，化驗確定。
、GSNS一分別為每噸煤所產抗癌保健功能型復混肥中磷酸銨磷肥、硫銨重量(Kg/T煤)，計算見後述。
ηPNNηNSN--分別為磷銨中、硫銨含中折算氮元素濃度(％)，化驗確定。
步驟(10)所述的復混肥，每噸煤產出量、製造配比及每公頃施肥量可按下式計算GF=GNF+GP2O5PN+GP2O5PC+GSSM+GSSN+GK2OF+GBF+GPLF]]>nNF=GNFGF]]>nPNF=GP2O5PNGF]]>nPCF=GP2O5PCGF]]>nSNF=GSSNGF]]>nSMF=GSMSGF]]>nK2OF=GK2OFGF]]>nBF=GBFGF]]>nPLF=GPLFGF]]>GHa=GFF]]>式中GF、GHa肌--分別為每噸煤產出抗癌保健功能型復混肥重量(Kg/T煤)、每公頃施用抗癌保健功能型復混肥重量(Kg/Ha)。nNF、nPNF、nPCF、nSNF、nSMF、nK2OF]]>、nPLF，nPLF。、--分別為外購氮肥、自產磷銨、自產重過磷酸鈣、自產硫銨、自產硫酸鎂、外購鉀肥、外購硼肥、自產功能型玻璃肥在抗癌保健功能型復混中的重量比(％)。
步驟(11)所述巖棉保溫板，即將含膠約3％左右含膠棉胎送入常規製造巖棉保溫板的固化爐中，壓縮到容生80至120Kg/M3。(幹基)後用160-350℃熱風加熱固化，常規方法是加熱熱風由專用熱風爐產生，每噸巖棉保溫板為此要消耗柴油約115Kg，本發明與之不同之處是用鍋爐空氣預熱器合乎上述溫度的熱風進行固化，固化後溫度降低約10-30℃送回鍋爐直接作制粉、一次風或繼續加熱升溫作助燃二次風，不僅使每噸保溫板固化燒油量由115Kg柴油下降至70Kg，標煤以下(約80Kg液態排渣鍋爐燒煤量以下)，而且可使每噸保溫板製造成本直接下降400元/噸；常規巖棉保溫板是抽吸環境空氣冷卻，本發明是將淨化除膠霧、棉絨後吹棉風從固化爐出口的冷卻機中從上至下過濾式冷卻，使吹棉風可回收作鍋爐燃燒及化肥製造乾燥用風。
步驟(11)所述裝飾板、人造木材及製品，其製備方法已申請專利，專利申請號為00107533.8，即將步驟(9)所轉化不同含膠程度的棉胎在膠合板生產生產線上或專用胎模中壓製成型且達所需容重《300至1500Kg/M3)及強度後經150至360℃熱風或蒸汽熱能加熱、升溫固化，再經鋸切、整形、拋光、裝飾面加工等，即得有機膠製裝飾板、人造木材板。用有機膠與玻璃長絲所制人造木材「電木」早已發明但由於成本高達1萬元以上/M3，故只能用作電工行業絕緣材料而沒有取代天然木材；用常規沖天爐法所制巖棉即玻璃纖維短絲與酚醛或高分子樹脂本來也可用「電木」製造原理製造成有機膠製人造木材，也是由於製造成本達1000元/M3，高於天然木材成材市場價(約3200/M3板材)而推廣困難。本發明由於所制玻璃玻璃短巖棉纖維比沖天爐法降低500/噸、固化成本降低400元/噸合計1300元/噸，故每立米容重1500Kg/M3人造木材降低製造成本1950元，加上三廢利用免稅政策可降低銷售成本2300元/M3，因此使人造木材在製造及銷售成本上發生了由不可行到可行的突破。
步驟(11)所述增強石膏板、無機膠製人造木材板系常規技術、日本旭硝子株式會社已有技術，本發明利用這些技術將其所用石棉、沖天爐法巖棉纖維被本發明步驟(9)所產無膠巖棉纖維替代，不僅可使巖棉需求量增加，而且還可因成本低而使增強石膏板、無機膠製人造木材中玻璃纖維含量增加產生抗拉強度提高而成為優質牆體面板，該板的厚度約8-12毫米。
步驟(11)所述輕體節能牆板或屋面板，是以步驟(10)所制保溫板為芯板、步驟(11)所制裝飾板、增強石膏板為內側板、步驟(11)、所制有機、無機膠製人造木材板或外購全屬板(鋼板、鍍鋅鐵板)防腐後作外側板所製得的外側圍護牆板或屋面板，在芯板厚度達100毫米左右時，其保溫能力便可達1米厚實心紅牆，當加強肋間距為600毫米、抗風荷載為50kg/M2情況下每平米只50kg重；當用上述方法制建築物內部間隔牆板時，由於隔音佔主導地位芯板厚度可適當減低。上述牆板、屋面板具體結構，也可遵照土建設計製造。將巖棉製品轉化為輕體節能牆材，對本發明內部結構而言可使保溫板在巖棉製品中比例提高有利於過濾吹棉風，同時又使巖棉製品有廣闊的市場，對社會而言可收到較大節能、環保效果。
巖棉纖維由於容重過小只有10-40kg/M3難作商品，目前常規技術製品主要是保溫板、工業保溫管殼、氈等，每年消耗量約美國200萬噸、日本100萬噸、中國90萬噸、全球1500萬噸，對中國而言二家百萬千瓦級電廠灰渣轉化的常規巖棉製品便可滿足全國消費需要，故不能使所有燒煤電廠實現無灰渣排放。所以只有利用本發明製造成本低、能耗低、無汙染優勢將巖棉製品領域由單純保溫材料領域按步驟(11)所述擴大到人造木材、節能牆板或屋面板等領域，才能實現無灰渣排放。本發明才有實用意義。
下面通過流程圖進一步說明本發明的工藝過程。


圖1、2、3為本發明的流程示意圖。
圖2為附圖1煙氣及灰渣綜合治理流程示意圖。
圖3為附圖1灰渣灰渣綜合治理後轉化為商品(符號 )的流程示意圖。
圖4為由SNOX方法的煙氣脫硝、脫硫淨化費用與煤中含硫關係。
如圖1所示，本發明由配料系統1、鍋爐系統2、高溫空氣預熱器系統3、低溫省煤器及煙溫微調器系統4、SNOX除塵器系統5、煙氣淨化系統6、富含硒鍺粉煤灰系統7、功能型玻璃肥系統8、抗癌保健功能型復混肥系統9、巖棉及其製品系統10所構成。煤和添加劑經系統1配料後進入系統2鍋爐中燃燒，在大於1700℃以上燃燒中生成煙氣和溶融玻璃料漿，煙氣經爐內傳熱及尾部受熱面系統3高溫空氣預熱器、系統4低溫省煤器及煙溫微調器降溫至190℃後進入系統5煙氣除塵器除去約99.95％的粉煤灰及硒、鍺、砷、鎘等氧化物。
如圖1、圖2所示，煙氣除塵後進入脫硝、脫硫、脫氟的煙氣淨化系統6中，首先由引風機6-1將煙氣升壓後送入換熱器6-2中，在吸熱後按SNOX方法再經蒸汽、天然氣(或煙氣)加熱至脫硝、脫硫要求溫度後噴入氨貯出6-12送來之氨並進入SNOX方法或類似SNOX方法的脫硝器6-3，在其中NH3與煙氣中NO、N2O3、NO2等在催化劑作用下反應生成氮氣和水蒸汽達到97％以上脫硝目的，脫硝後的煙氣進入轉化器6-4中在催化劑作用下約97％SO2轉化成SO3產生放熱反應使煙氣升溫，升溫後的煙氣又進入換縶器6-2中放熱降溫後進入低溫空氣預熱器6-5中進一步向鼓風機6-10送入的鍋爐助燃空氣放熱降溫到露點以下使煙氣中SO3與H2O反應生成H2SO4並捕集煙氣中碘蒸汽生成富碘硫酸在出口與煙氣分離進入錐底硫酸貯缶6-11中，離開低溫空氣預熱器的煙氣進入電除酸霧器6-6中除去酸霧後再進入DESNOX方法的脫氟器6-7消除氟化物後經引風機6-8升壓、由煙囪6-9排入大氣；進入貯缶6-11中的富碘硫酸絕大部分送入半水或二水--半水流程的溼法磷酸裝置6-13中與磷礦粉貯倉6-14送入的磷礦粉反應生成磷酸和磷石膏；磷石膏在中和裝置6-15中以已知常規中和方法中和至中性送入配料系統1中陳放、乾燥(乾燥介質可以是淨化後吹棉風)、配料再入鍋爐中燃燒從而形成硫循環；磷酸進入抗癌、保健功能型復混肥製造系統9中。
如圖1、圖2所示，從除塵器系統5由煙氣中分離出的富含硒鍺粉煤灰進入系統7中，一部分由倉泵7-1送入爐前粉煤灰貯倉7-2中，隨同煤粉及添加劑粉進入鍋爐再熔使粉煤灰中硒鍺元素氧化物含量得到濃縮；另一部分富含硒鍺元素氧化物的粉煤灰進入中和器7-3中(多餘部分作商品)用硫酸貯缶6-11送來的含I2(SO4)3沉澱物的硫酸以已知常規方法中和至中性後進入抗癌保健功能型復混肥製造系統9中的混合器9-1中。
如圖2、圖3所示，在鍋爐燃燒室由煤灰渣與添加劑生成的熔融玻璃料漿一部分直接進入常規液態排渣鍋爐所設水渣粒化箱水淬成粒狀玻璃體，另一部分直接或經電加熱導流槽10-1進入常規巖棉製造裝置10-2中大部分轉化為巖棉其中少部分不能轉化的料漿分別進入水淬粒化箱8-1、8-2中水淬成粒狀玻璃體，所有的水淬玻璃體被水衝到尾部設有常規過濾技術形成可過濾棉絨、棉團沉澱池的8-3中，沉澱的粒狀玻璃體經抓斗8-4抓至瀝水料倉8-5中，瀝水後粒狀玻璃體進入9-1中與經中和處理的富含硒鍺的粉煤灰混合後進入乾燥器9-2中乾燥，經乾燥的混合物進入粉磨裝置9-3中磨成細度合格的粉狀抗癌功能型玻璃肥後再進入抗癌保健功能型復混肥的配料、造粒、乾燥、包裝生產線9-13中；由硫循環溼法磷酸裝置6-13產出的磷酸一部分進入常規磷酸銨磷肥製造裝置9-4中與氨貯缶6-12送來的氨反應生成磷酸銨磷肥後進入設備9-13中，另一部分進入常規重過磷酸鈣製造裝置9-5中與貯倉9-6送入的石灰石發生反應生成重過磷酸鈣進入9-13中；由煙氣脫硫生成的循環外硫酸由貯缶6-11引出，一部分進入常規硫銨製造裝置9-7中與氨貯缶送來的氨反應生成硫銨進入9-13中(多餘部分作商品)，另一部分進入常規硫酸鎂製造裝置9-8中與菱鎂礦等含鎂礦石料倉送來的礦石反應生成硫酸鎂進入9-13中；外購的氮、鉀、硼肥分別由料倉9-10、9-11、9-12進入抗癌保健功能型復混肥生產線裝置9-13中，與進入的抗癌功能型玻璃肥、磷銨肥、重過磷酸鈣、硫酸鎂、硫銨經常規技術計量、配料、造粒、乾燥、包裝製造成商品。
如圖3所示，由鍋爐燃燒室排出、直接或經加熱導流槽10-1進入巖棉纖維製造裝置10-2的玻璃料漿，大部分在10-2中被轉化成含膠巖棉胎或無膠巖棉胎送到巖棉保溫板生產固化爐10-5及其冷卻和成型包裝裝置10-7、有機膠製裝飾板或人造木材的生產裝置10-9、無機膠製人造木材板秤裝置10-10、無機膠製增強石膏板生產裝置10-11，分別被轉化成商品或進入輕體節能牆板製造裝置10-12中以保溫板為芯板、以巖棉轉化的板材或外購板材為面板製造成輕體節能牆板；設備10-6是將固化完畢的熱風送回鍋爐的風機；設備10-3、10-4、10-8分別為吹棉風膠霧棉絨清除裝置、冷卻機前吹棉風升壓風機、冷卻機後吹棉風升壓風機。
本發明的主要優點和效果因鍋爐在使用本發明後可將煙氣及灰渣汙染物以低能耗、低成本方法轉化成磷酸、硫酸、抗癌玻璃肥、功能型玻璃肥、巖棉保溫材料(板、管殼、氈等)、裝飾板、人造木材及製品、輕體節能牆板等一條產品鏈，且這些產品均屬社會需求量極大[其中天然木材、功能型玻璃肥、牆材量分別約1.5億立米、1億噸(40-60Kg/畝)、9.4億立米(約5000億標塊紅磚，見1992年中國牆材改革會議資料)]、常規技術製造能耗較高[其中沖天爐法製造1噸巖棉保溫板要消耗415公斤焦碳(約520Kg煉焦煤製造)、115Kg柴油；高爐法製造1噸玻璃肥約消耗325Kg焦碳(約為407Kg煉集煤製造)；由磚窯燒1m3紅磚約消耗100Kg標煤(或新柴)等]、汙染重[其中製造1噸硫酸約排放3.5KgSO2、0.1Kg酸霧、15噸含砷汞鉛汙水、0.6噸硫鐵礦燒渣製造1噸磷酸(以P2O5計)約消耗2.5-3.1噸硫酸並排放約10KgSO2、0.3Kg酸霧、40噸汙水、4.5噸磷石膏]的產品，因此可收到如下效果1.以燒煤降低社會能耗由於本發明製造1噸巖棉製品(保溫板、有機膠製裝飾板或人造木材及製品等)、1噸功能型玻璃肥燃料消耗分別不超過200Kg、120Kg煉焦煤，因此本發明所產巖棉製品、玻璃肥不僅可因社會需求量大而有市場，而且被社會使用後替代社會對上述產品用沖天爐或高爐法生產而降低社會燃料消耗，其中巖棉製品、玻璃肥降低額度分別470、287Kg煉焦煤/噸。由於一般液態排渣鍋爐灰渣轉化的巖棉製品和玻璃肥總重是400至500Kg、平均475Kg/噸煤而兩者之間大致比例為2比1，故本發明每燒1噸煤在灰渣轉化為巖棉製品、功能玻璃肥後可使社會降低的製造燃料消耗分別是148、45Kg煉焦煤/噸煤合計193Kg煉焦煤/噸煤，因液態排渣鍋爐燃煤發熱值一般小於煉焦煤且與灰渣轉化的產品重量呈負相關，並可將常規煤粉爐、循環流化床鍋爐的灰渣物理熱損失(已計入灰渣製品耗熱)、灰中含炭熱損失分別降至零、近似零而使鍋爐熱效率提高2％至5％，故本發明可使社會降低製造能耗合計為鍋爐燒煤量的20％至25％。
當用上述巖棉製品的100毫米以上厚度保溫板作芯板而用巖棉所製成板材作面板或用防腐金屬板作外側面深加工所製得的保溫能力相當於1米厚以上實心磚牆的節能牆板或屋面板建造房屋後，則對社會產生的節能效果將更大。首先是每平方米牆板或屋面板所用巖棉製品總重量平均不超過50Kg、製造能耗不超過10Kg煉焦煤是紅磚牆體重量三十分之一、製造能耗的十分之一，其次是可降低每年每平方米建築物採暖空調耗煤(或薪柴)30Kg標煤的三分之一，由於建築物壽命一般是40年，因此滾動累計節約建築能耗是400Kg標煤/m2建築面積。所以每噸煤所產巖棉製品進而製得的節能牆板、屋面板所建造的建築物只要達到1.5平方米便可收到降低社會建築能耗600Kg標煤、70％(旋風爐燃煤發熱值為標煤七分之六)的社會節能效果。加上製造能耗所降低的20％至25％的效果，總計降低社會能耗可達鍋爐燒煤量的90％至95％。
2.以燒煤治理環境汙染。
由於本發明直接使社會上硫酸、磷酸、功能型玻璃肥、巖棉製品、燒結粘土磚瓦製造汙染降至零並產生90％至95％社會節能效果進而降低了社會煤炭[薪柴]燃燒對環境的汙染；由於本發明使鍋爐實現了灰渣、粉塵、笑氣零排放且所排放NOx、SO2隻有常規排放量的3％、10％；因此在將對環境的正面、負面效應相抵後則形成本發明的鍋爐每燒1噸煤便可治理社會上的約900至950Kg煤炭燃燒對環境排放灰渣、粉塵、笑氣；治理870至920公斤煤燃燒對環境排放NOx、SO2；而鍋爐對環境排放CO2，與90％到95％節能抵消後也由100％下降到5％至10％。
但由於本發明所製成的抗癌保健功能型復混肥比單獨施用氮磷鉀肥多增產糧食20％、比氮磷鉀矽鈣鎂復混肥多增產糧食10％，即每公斤抗癌功能型玻璃可增產糧食約250Kg。由於作物從大氣中吸收CO2形成糧食中含碳大約30％而煤中含碳平均約69％左右，故本發明抗癌玻璃肥增產糧食吸收大氣中CO2大致相當於109公斤煤炭燃燒釋放CO2，使鍋爐燒煤排放CO2被產品鏈上的抗癌玻璃肥使用效果降低了10.9％，與充減節能降低CO2後剩餘的5％至10％平均7.5％相抵後則形成治理大氣中3.4％CO2的環保效果。上述數字尚不包括增產糧食形成秸杆、根、茬多吸收CO2效果，也不包括巖棉製品中人造木材減少森林濫伐及節能牆板避免了燒磚毀田(中國每年約30萬畝)、硫循環避免了硫鐵礦燒渣、磷石膏堆放佔地形成的森林植被多吸收CO2效果；若包括上述多吸收CO2效果則治理大氣中CO2程度將可能達到燒煤釋放量的15％至25％，即治理能力大於排放能力15％-25％。
3.以燒煤促進人類健康。
由於本發明利用添加劑將鍋爐煙氣、灰渣轉化的抗癌保健功能型復混肥能向土壤提供53種作物、人類體內應含的生命必需元素、有益元素且提供的氮、磷、鉀、矽、鈣、鎂、硫、鐵、錳、鋅、硼、銅、鉬、鈷、鉻、錫、鎳、釩等功能元素及硒、鍺、砷(2000年5月19日《中國科技日報》報導)等抗癌元素不僅數量足夠而且各種元素彼此間濃度比例均符合作物、人類正常生長發育及防止多種種瘤發病要求，因此本發明不僅可促進作的改善品質、增產，而且還能克服長期施用氮磷鉀肥後所造成的土壤、作物、人體中矽、鈣、鎂、硫、鐵、錳、鋅、銅、鉬、鈷、鉻、錫、鎳、釩、硒、鍺、砷等濃度衰減使人類體內因上述元素濃度不足而發生的心臟病、糖尿病等一系列功能性疾病和癌症，從而促進了人類健康。
4.以燒煤求取經濟效益。
由於本發明將燒煤鍋爐汙染物以低原料消耗、低能耗、低固定資產投資方法轉化成價值價格較高可遠距離銷售運輸、社會需求量極大進入市場有銷路、應用中能產生滾動式節能及環保效應的產品鏈，因此可將環保技術由義務型轉化為效益型，由SNOX方法的煙氣脫硝、脫硫淨化費用與煤中含硫關係見圖4(歐洲經濟委員會《氮氧化物排放控制技術經驗總結》P187頁)。由圖4可知，煤中含硫只有達到4.5％且使脫硫所產硫酸達到焙燒硫鐵礦所產硫酸價值及150馬克/噸價格後便可使煙氣淨化費用由0.97芬尼/KWH降至零，但因煤炭中一般含硫只有1％至2％只有絕少數煤炭達到3％至4％、及煙氣脫硫所轉化硫酸銷售困難出現150、110、70、0馬克/噸(100％濃度)四種銷售價格，因此出現了發電利潤下降30％至50％現象。這一現象迫使人類採用循環流化床鍋爐而使SNOX方法不能普遍在鍋爐上應用。本發明由於用硫循環方法在不消耗硫資源、不花錢的情況下使燃燒後煙氣中SO2含量將達到相當於煤中含硫5％至8％並使脫硫所產硫酸用作製造硫肥和磷肥的原料磷酸使之能達到焙燒硫鐵礦所制硫酸價值、價格，不僅可實現SNOX方法淨化成本降至零，而且還可使硫酸、磷酸的製造成本比常規方法分別下降40馬克/噸H2SO4、100馬克/噸P2O5，由於鍋爐每燒1噸煤約可產出45KgP2O5磷酸、35Kg硫酸，因此可分別在降低成本上獲利4.95、1.4馬克合計6.35馬克(約30元人民幣)/噸煤。
不但如此，本發明由於將煤灰渣以玻璃化、功能化方法轉化為巖棉、功能型玻璃肥，使鍋爐在成為硫酸製造「焙燒爐」的基礎上復又成為常規製造巖棉的「沖天爐」、製造玻璃肥的高爐、製造硒鍺氧化物的治煉爐，使巖棉製品(以保溫板為例)、抗癌功能型玻璃肥的製造成本分別由平均2150、1250元/噸降為1200、250元/噸，使成本降低所發生利潤分別達到950、1000元/噸，對每噸煤而言分別為297、156元合計為453元/噸煤利潤。即使考慮推廣人造木材取代天然木材、節能牆板取代紅磚砌牆、鼓勵農民使用抗癌功能型玻璃肥提高作物質量讓利50％銷售，則每噸煤灰渣製品在鍋爐使用本發明後其灰渣轉化的製品在與常規製造方法相比在降低成本方面可獲利226.5元/噸煤。若加上煙氣部分獲利30元/噸煤及三廢利用國家免脫政策，則獲利數額必然在300元噸煤以上，超過煤炭採購的出礦價，因此完全可以使燒煤鍋爐實現無燃料成本發電供熱。
由於本發明能對人類社會及生存環境做到了以燒煤降能耗、以燒煤治汙染、以燒煤求效益、以燒煤促健康，因此本發明是可使燒煤發電成為無灰渣、無汙染、無燃料成本的「三無」燒煤發電技術、顯然的可持續發展技術，當然也是一種低能耗、高效益、潔淨型熱電、化肥、建材聯產技術。
下面通過具體實施例進一步說明本發明的特點。
實施例採用排渣率為85％旋風爐，燃煤為西山貧煤，其發熱值為25600KJ/kg，含硫1.5％，粉煤灰回熔率中為11.765％，煤的性質見表1，農田試驗確定各種功能元素、抗癌元素及氧化物量見表2，磷石膏及其它添加劑的加入量和化學成份見表3，採用圖1、2、3工藝流程，燒1000噸西山煤礦，可得到硫酸(100％濃度)34.6噸，磷酸(以P2O5計)45.6噸(使用含30.4％的瀏陽磷礦粉)進而製得79噸磷酸一銨46噸硫銨，富含硒鍺粉煤灰25.2噸(富硒鍺粉煤灰中和後化學成分見表4)、直接水淬玻璃體制枸溶率為98％的功能型玻璃肥61.1噸，(功能型玻璃肥化學成分表5)、制巖棉水淬玻璃體制枸溶率為80％功能型玻璃肥80.5噸、合計所制抗癌、功能型玻璃肥166.82噸，其化學成份可見表6。在外購尿素、氯化鉀、硼砂分別為155、62.60、1.73噸後製成抗癌保健功能型復混肥490.59噸，其中尿素、重鈣、磷配一銨、氯化鉀、硫酸鎂、硫銨、抗癌功能型玻璃肥、硼砂的配料重量百分比分別為31.58、0、16.1、12.76、0、4.85、34.00、0.35，抗癌保健功能型化肥成分見表7，可用於238公頃農田施肥基肥，每公頃施抗癌保健功能型復混肥量為2.06噸。(富硒鍺粉煤灰中和後化學成分見表4)，具體抗癌保健功能型復混肥施肥情況與NPK復混施肥情況比較見表6，將所製得的復混肥，用於稻田作基肥。稻田土壤情況見表8。本發明的復混肥的施肥情況見表7，並與NPK復混肥進行對比，水稻產量及質量情況見表9。表7中NPK復混肥的標號為N∶P2O5∶K≈14∶8∶6，施肥質量對比中「作物百分含量」一欄的數據來源於《中國化肥手冊》(化工情報研究所，1991年)，所例的「比例」一欄是以N＝2為基準，如肥料A含量P為91.7Kg/Ha，則「比例」＝297.13570.51,]]>依此類。肥料B中的「比較」一欄為肥料B的元素「比例」減去作物百分比含量，如P元素為0.52－0.50＝+0.02。
由表7可知，本發明的復混肥的營養元素接近於作物的平均百分含量。
由表9可知，本發明的稻米中含硒超過美國、日本標準分別是2倍和40倍，美國國家科學院食品與營養委員會推薦成人標準為50-200mg/d，美國加州大學Schrauzer博士研究的已得到公認的日攝取量為FNB-NRC二倍可防止多種腫瘤發生(鄭建仙主編，《功能型食品學》，第一卷P316，1999年，中國輕工業出版社)，如表7中的大米500克便可達到抗癌要求；另外糧食的含鍺量大於現有大米自然含鍺的8倍，攝取量500kg/d可達到起碼要求，而且還可以達到增產、抗衰老、防硒中毒的目的；本發明的復混肥的微量元素種類齊全，含量符合生物標準，故能防止功能元素的缺乏所產生的功能性疾病；由煤灰渣轉化成的功能型玻璃肥和富鍺、硒粉煤灰706Kg/Ha以及加入其它肥料組成的復混肥可增產糧食1200Kg/Ha以上，平均增產幅度為20％。
每燒1000噸煤所轉化的無膠棉胎16噸、含膠3％棉胎83噸、含膠4-10％棉胎242噸，在保溫板生產線、裝飾板或人造木材生產線、增強石膏板生產線或無機膠製人造木材生產線製得保溫板(容重80-120Kg/M3)、有機膠製裝飾或人造木材(容重1000-1550Kg/M3)、石膏大板或無機膠製人造木材板(厚8-12.5毫米)分別為80噸、242噸(含容重1550Kg/M3人造木材156M3)、5020M2，將其中60噸保溫板為芯板、5020M2增強石膏板或無機膠製人造木材板、38噸有機膠製人造木材板作原材料進一步轉化成保溫能力相當於1米厚紅磚牆5020M2(約建造1500M2住房)。巖棉纖維性能見表10、保溫板性能見表11。表1山煤性質
表2農田試驗確定功能元素、抗癌元素或氧化物每季每公頃水稻施肥量表 說明GHaN、 GHaS、GHaB、 GHaGeO為水溶性，其餘為枸溶性。
表3添加劑加入量及化學成份
表4富含硒、鍺粉煤灰中和後化學組成
表5功能型玻璃肥化學成份(％)
表6抗癌功能型玻璃枸溶功能元素氧化物及水溶硒鍺氧化物濃度、每噸煤產出量、每公傾施肥量表
表7抗癌保健功能復混與NPK復混肥情況比較表
表8土壤元素含量表(mg/kg)
表4抗癌保健功能肥和NPK三元復混肥水稻產量及質量對照表
表10巖棉纖維質量國家標準與檢測結果比較表
(檢測單位國家建築材料檢測中心，1994年8月)表11 巖棉保溫板質量國家標準與檢測結果比較表(樣品120Kg/m3)
權利要求
1.一種鍋爐煙氣及灰渣綜合利用方法，其特徵在於具體過程包括以下步驟(1)煤和灰渣玻璃化、功能化添加劑同時加入液態排渣鍋爐中燃燒，生成可制巖棉纖維和功能型玻璃肥無規則網絡體熔融玻璃料漿和含SO2、NOx、F、CO2、富含硒鍺元素的粉煤灰的煙氣；(2)將步驟(1)富含硒鍺元素的粉煤灰的煙氣冷卻至190±5℃後送入SNOx煙氣淨化方法的袋式除塵器，使99.95％以上的富含硒鍺元素的粉煤灰與煙氣分離，除塵後的煙氣中含塵量小於5mg/Nm3；(3)由步驟(2)得到的富含硒、鍺元素的粉煤灰進入貯倉，進一步製得抗癌玻璃肥或用作製取硒鍺元素的工業原料；(4)由步驟(2)得到的含較高濃度的SO2、NOx煙氣經換熱器升溫到SNOX方法規定的溫度後進入裝有催化劑的脫硝器裝置，並同時向其中加入理論量的1-1.1倍的氨；(5)將步驟(4)脫硝後的煙氣進入裝有催化劑的脫硫器，使SO2轉化成SO3，含SO3的煙氣經步驟(4)所述換熱器後進入低溫空氣預熱器，降溫至露點以下，使SO3與水蒸汽反應生成硫酸，另外煙氣中碘蒸汽與硫酸反應生成碘化物，並隨同硫酸一起進入硫酸貯罐，即得到富碘硫酸，部分硫酸進一步製得硫肥；(6)步驟(5)脫硫後的煙氣先經DESONOX方法的電除酸霧器進一步除酸後再進入DESONOX脫氟器，除去氟化物的煙氣排入大氣，電除酸霧器分離出的酸液進入步驟(5)的硫酸貯罐。(7)步驟(5)得到的硫酸與磷礦粉在半水或二水一半水流程的溼法磷酸裝置中反應生成磷酸和磷石膏，磷酸進一步製取磷肥，磷石膏經中和、乾燥處理後返回步驟(1)液態排渣鍋爐用作添加劑；(8)步驟(1)得到的部分功能化玻璃料漿直接水淬成玻璃體經乾燥、研磨製得功能型玻璃肥；(9)步驟(1)得到的部分(玻璃化或玻璃化、功能化)玻璃料漿進入巖棉裝置製得巖棉纖維所構成的含膠或無膠棉胎。不能製取巖棉的玻璃料漿水淬成玻璃體返回步驟(8)製取功能型玻璃肥料。(10)將步驟(3)製得的抗癌玻璃肥、步驟(5)製得的硫肥、步驟(7)製得的磷肥、步驟(8)製得的功能型玻璃肥、步驟(9)製得功能玻璃肥以及外購的氮肥、鉀肥、硼肥混合製得抗癌保健功能型復混肥。(11)將步驟(9)製得含膠巖棉胎在固化爐中製成保溫板、裝飾板或有機膠製人造木材板或製品，將無膠棉胎進一步製得增強石膏板或無機膠製人造木材板，將有機膠製得裝飾板、有機或無機膠製人造木材板、增強石膏板作面板或外購金屬板作外側防水面板制穩輕體、節能阻燃牆板或屋面板。
2.按照權利要求1所述的方法，其特徵在於步驟(1)所述的灰渣玻璃化、功能化添加劑包括磷石膏、蛇紋石或鎂橄欖石、石灰石、石英砂或矽石，白雲石或菱鎂石、菱錳礦或硫鎂礦、閃鋅礦或硫鋅礦、硫銅礦、鉬精礦、鉻礦石、錫礦石、鎳礦石、釩礦石、富含硒的煤炭或礦石、富含鍺的煤炭或礦石或相關的冶金礦渣、尾礦，它們的加入量應滿足玻璃化、功能化、燃燒安全條件，而且得到的玻璃料漿同時可用作製取巖棉和功能型玻璃肥、富硒鍺粉煤灰的原料，具體的技術條件如下(1)玻璃化條件A.AL2O3≤25％B.Fe2O3≤12％；C.CaO 20～40％；D.MgO3.5～20％E.CaO+MgO≥35％；F.SiO235～50％；G.1500℃粘度n≤15泊；H.no./nsi≤4.5，式中no、nsi分別為玻璃料漿中氧原子、矽原子數；I、3≤no/nsi+1/2nAl+np≤4，式中nAl、np分別為玻璃料漿中鋁、磷原子數。《2)功能化條件A．CaOFGCaOHaGPLHF]]>B．MgOFGMgOHaGPLHF]]>C．imOnFGimOnHaGPLHF]]>(imOn=SiO2、MnO、ZnO、CuO、MoO、CoO、Cr2O3、SnO2、NiO、V2O3)D:GSeO2SG=FGSeO2Ha]]>FGSGGeO=FGHaGeO式中imOn--玻璃料漿中二氧化矽、氧化錳、氧化鋅、氧化銅、三氧化鉬、氧化鈷、三氧化二鉻、二氧化錫、氧化鎳、五氧化二釩濃度(％)；F-每噸煤供肥面積(Ha/噸煤)F=Gp2O5HaKP2O5X1]]>式中 勾農田試驗確定的每公頃應施磷肥(以P2O5計)量(Kg/Ha)； 為硫循環所採用溼法磷酸裝置每產出1Kg P2O5所排出磷石膏添加劑量(Kg/Kg)，試驗確定；X1--灰渣的玻璃化、功能化及硫循環確定添加劑磷石膏量(Kg/噸煤)；GHFPL--每噸煤產出理論構溶性玻璃肥量，GPLHFFGCoOHaCoO]]>式中GHaCoO、為農田試驗確定每公頃應施枸溶性氧化鈷量(Kg/Ha)，CoO--由煤灰渣及添加劑確定的玻璃料漿中氧化鈷濃度(％)。GHaCaO、GHaMaO、GSeO2Ha]]>、GHaGeo、GHaimOn--分別為農田試驗確定的每公頃應施CaO、MgO、SeO2、GeO、imOn數量(Kg/Ha)。 、GSGGeO--分別為每燒1噸煤及相應添加劑在粉煤灰中生成的SeO2、GeO量(kg/噸煤或g/噸煤)。(3)燃燒安全條件1000QDW+J=115XJQDWJ1000+J=115XJ+GPL]]>Q允，(J=1、2、3、4……14、15)XJ分別為鍋爐每燒1噸煤摻入前述的添加劑的量(Kg/T煤)，QDw·QJDW分別為煤、J項添加劑的低位發熱值(KJ/Kg)，由化驗確定，GPL,為煤和添加劑燃燒生成的玻璃料漿量(Kg/T煤)，可用下式計算GPL=1000Aar(1-aS)+J=115XJ(1-XZJ)]]>式中Aar、as、XSJ分別為煤炭收到基灰分、灰渣1600℃燒失量、J項添加劑1600℃燒失量(％)，化驗確定；Φ為粉煤灰回熔率(％)，由粉煤灰中砷、鎘等重金屬元素氧化物不使SNOX催化劑中毒的試驗確定，可由下式計算=GPLGPL,]]>式中GPLΦ燒1噸煤回熔粉煤灰數量(Kg/T煤)；Q允為鍋爐一次風中煤粉、添加劑粉、回熔粉煤灰混合粉料允許的最低位發熱值，由熱工計算或燃燒試驗確定；ε為安全係數，由試驗確定。
全文摘要
本發明是一種燃煤鍋爐煙氣和灰渣的綜合利用方法,其特點是採用煙氣綜合利用的硫循環方法,製得的硫酸和磷酸進而製得硫肥和磷肥,通過使灰渣玻璃化、功能化,將粉煤灰轉化為富含硒、鍺元素的抗癌玻璃肥以及功能型玻璃肥、巖棉纖維及其保溫板、人造木材、輕體節能牆板等製品,同時將硫肥、磷肥、抗癌玻璃肥、功能型玻璃肥以及氮肥、鉀肥、硼肥複合得到抗癌保健功能型復混肥。本發明的方法在實現鍋爐無灰廢渣的排放的同時實現無汙染氣體的排放,具有重要的社會意義和經濟意義。
文檔編號C03C13/06GK1326912SQ0010901
公開日2001年12月19日 申請日期2000年6月2日 優先權日2000年6月2日
發明者趙善茂, 張釗, 肖大壯 申請人:趙善茂, 張釗, 肖大壯