專利名稱：一種利用白泥對(duì)煤粉鍋爐同時(shí)進(jìn)行脫汞固硫的系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種對(duì)煤粉鍋爐進(jìn)行脫汞固硫的系統(tǒng)，尤其是涉及一種利用白泥對(duì)煤粉鍋爐同時(shí)進(jìn)行脫汞固硫的系統(tǒng)。本發(fā)明還涉及采用所述系統(tǒng)對(duì)煤粉鍋爐同時(shí)進(jìn)行脫汞固硫的方法。
背景技術(shù)：
白泥是氨堿法制堿廠生產(chǎn)廢渣的俗稱，其成分以CaCO3為主，還含有部分CaSO4和MgO、CaO，并還有約10%的Cl，產(chǎn)生量較大，若能將其有效利用例如用于鍋爐的脫硫脫汞，則可以實(shí)現(xiàn)對(duì)污染物進(jìn)行綜合控制，同時(shí)大幅降低脫汞脫硫的費(fèi)用。我國(guó)的一次能源主要以煤炭為主，煤的燃燒會(huì)產(chǎn)生眾多有害物質(zhì)，污染環(huán)境。目前電廠中的各種污染控制措施都是針對(duì)某一種污染物。煤中含有微量的Hg，我國(guó)煤平均Hg含 量為220mg/kg。煤燃燒排放出Hg對(duì)環(huán)境造成破壞。在煤燃燒階段，煤中的Hg全部以氣態(tài)單質(zhì)Hg(Hg°)的形式釋放，隨煙氣不斷向受熱面放熱降溫。Hg°會(huì)逐漸被氧化生成氧化態(tài)的二價(jià)Hg (Hg2+)，燃料燃燒產(chǎn)生的飛灰會(huì)吸收部分煙氣中的Hgtl與Hg2+形成顆粒Hg (Hgp)0Hgp可在電站除塵設(shè)備(靜電除塵、布袋除塵)中隨灰分被捕集下來(lái)。而單質(zhì)汞依然占煙氣中Hg的大部分，單質(zhì)Hg幾乎不溶于水，且很難被捕捉收集，而氧化形式的汞(如Hg+，Hg2+)易溶于水且易于捕捉收集，因此，降低單質(zhì)Hg比例是控制電廠排放汞含量的主要手段之一，而Cl可以有效降低煙氣中單質(zhì)汞的含量。SO2也是燃煤電廠產(chǎn)生的主要污染物之一。脫硫技術(shù)可分為燃燒中脫硫和燃燒后脫硫。燃燒中脫硫是將固硫劑如CaCO3投入爐膛內(nèi)與煤粉一起燃燒生成CaSO4而達(dá)到固硫的目的。目前，制堿廠每年產(chǎn)生大量的廢料白泥，現(xiàn)有脫硫技術(shù)一般將石灰石加熱分解，釋放出大量C02，本發(fā)明則利用了原本是制堿廠廢棄物的白泥，對(duì)燃煤過(guò)程汞與二氧化硫進(jìn)行的綜合控制，還減少了脫硫石灰石的使用量。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的第一個(gè)技術(shù)問(wèn)題，就是提供一種利用白泥對(duì)煤粉鍋爐同時(shí)進(jìn)行脫汞固硫的系統(tǒng)。本發(fā)明所要解決的第二個(gè)技術(shù)問(wèn)題，就是提供一種采用上述系統(tǒng)的利用白泥對(duì)煤粉鍋爐同時(shí)進(jìn)行脫汞固硫的方法。本發(fā)明的系統(tǒng)和方法，避免了鍋爐高溫受熱面Cl腐蝕，對(duì)廢料白泥進(jìn)行了再利用。解決上述第一個(gè)技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下一種利用白泥對(duì)煤粉鍋爐同時(shí)進(jìn)行脫汞固硫的系統(tǒng)，其特征是從所述的煤粉鍋爐水平煙道3至鍋爐尾部煙道以管道連接有第二引風(fēng)機(jī)15和外接白泥倉(cāng)7的白泥熱解氣化裝置6，所述的白泥熱解氣化裝置6還通過(guò)管道連接有制粉機(jī)10、活性白泥粉末倉(cāng)5和外接有第一引風(fēng)機(jī)12的排粉機(jī)11，最后連通至所述的煤粉鍋爐水平煙道3。在上述基礎(chǔ)上，本系統(tǒng)還可以做進(jìn)一步的改進(jìn)所述的煤粉鍋爐水平煙道3至白泥熱解氣化裝置6間的管道中設(shè)有第一抽氣閥4，白泥熱解氣化裝置至第二引風(fēng)機(jī)間的管道中設(shè)有第一、第二熱電偶9、14。所述的外接白泥倉(cāng)出口管道上設(shè)有調(diào)節(jié)閥8。所述的鍋爐尾部煙道在省煤器16之后，有管道經(jīng)第二抽氣閥17、第三引風(fēng)機(jī)18連接至第一、第二熱電偶14之間的管道中。所述的鍋爐尾部煙道出口接有除塵器20和第四引風(fēng)機(jī)21。所述的第二引風(fēng)機(jī)12外接熱二次風(fēng)或冷空氣源。所述的最后連通至所述的煤粉鍋爐水平煙道3的活性白泥粉末的送入點(diǎn)設(shè)置在水平煙道3高溫?fù)Q熱器13之前和高溫?zé)煔獬槿↑c(diǎn)之后。所述的煤粉鍋爐若設(shè)置有SCR反應(yīng)器，則所述的至鍋爐尾部煙道的含Cl煙氣反送入點(diǎn)設(shè)置在SCR應(yīng)器之前。本發(fā)明的系統(tǒng)可抽取運(yùn)行煤粉鍋爐水平煙道中的高溫?zé)煔鈱啄嘀械穆仍貧饣撾x，并將含Cl煙氣投入鍋爐尾部煙道低溫段促進(jìn)單質(zhì)汞的氧化，降低單質(zhì)汞在煙氣中的比例從而達(dá)到脫汞的目的；同時(shí)被高溫?zé)煔鉄峤獾木哂泄塘蚧钚缘陌啄喾勰⑼度氲剿綗煹琅c二氧化硫反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)固硫效果。解決上述第二個(gè)技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下一種采用上述系統(tǒng)的利用白泥對(duì)煤粉鍋爐同時(shí)進(jìn)行脫汞固硫的方法，包括以下步驟SI將白泥加熱氣化，白泥給料量與煤粉給粉量之比范圍為1:10(Γ300，具體數(shù)值通過(guò)實(shí)際電廠運(yùn)行煤粉鍋爐中所燃燒煤種的氯含量與白泥中的Cl含量確定，只要確保添加白泥后，單位質(zhì)量煤的折算含氯質(zhì)量百分比是未添加白泥時(shí)的3飛倍、活性鈣鎂元素與硫元素之比為2 5:1即可；S2從煤粉鍋爐水平煙道抽吸900°C 1000°C高溫?zé)煔饧訜岵襟ESI所得氣化后的白泥變?yōu)闊峤獍啄啵籗3熱解白泥送入制粉機(jī)中制成粒徑為100— 150um的粉末，并通過(guò)熱二次風(fēng)或者直接用冷空氣送回至步驟S2高溫?zé)煔獬槲c(diǎn)之后的高溫受熱面前對(duì)煙氣進(jìn)行脫硫；S4同時(shí)，白泥加熱氣化后產(chǎn)生的含氯煙氣通過(guò)抽氣機(jī)投入鍋爐尾部煙道低溫段。所述的步驟S4中，加熱氣化后測(cè)量溫度，保持溫度在900°C以上，當(dāng)溫度低于900°C時(shí)，通過(guò)調(diào)節(jié)抽氣閥增大高溫(900°C 1000°C)煙氣抽氣量；低溫?zé)煔鉁囟葹?00°C—400°C，當(dāng)進(jìn)入抽氣機(jī)的煙氣溫度高于650°C時(shí)，通過(guò)抽氣閥增大低溫?zé)煔獬闅饬?。本發(fā)明的工作過(guò)程及原理如下從純堿廠運(yùn)送來(lái)的廢渣白泥存放在白泥倉(cāng)中，白泥倉(cāng)中的白泥通過(guò)給料機(jī)送到加熱氣化裝置中，白泥的給料量將通過(guò)實(shí)際電廠運(yùn)行煤粉鍋爐中所燃燒煤種的氯含量與白泥中的Cl含量確定，白泥給料量與煤粉給粉量之比為1:10(Γ300，確保添加白泥后，單位質(zhì)量煤的折算含氯質(zhì)量百分比是未添加白泥時(shí)的3飛倍。輸送到氣化裝置的白泥被從水平煙道抽吸來(lái)的900°C 1000°C高溫?zé)煔饧訜?，在這一溫度下，白泥中的CaSO4不會(huì)發(fā)生分解釋放出污染物S02。白泥中的Cl則將隨著高溫?zé)煔獗粴饣撾x并存在于煙氣中；而白泥中CaCO3在高溫作用下將部分發(fā)生分解生成CaO，生成的CaO與白泥自身含有的CaO和MgO共同組成具有固硫活性的熱解白泥。白泥在高溫?zé)煔庀碌姆磻?yīng)機(jī)理為
gegU -
CaCO3^^Ca0+C02 t2Cr2+S02+l/202 — 2HC1 丨 +S042—20Γ+Η20 — 2HC1 +02-熱解后的白泥將送入制粉機(jī)中制成一定細(xì)度的粉末，并通過(guò)熱二次風(fēng)或者直接用 冷空氣送回至高溫受熱面前對(duì)煙氣進(jìn)行脫硫，由于送入的白泥粉末量相對(duì)較小(與煤粉之比為1:10(Γ300)，通過(guò)熱二次風(fēng)將活性固硫白泥粉末送回水平煙道后不會(huì)對(duì)煙氣側(cè)造成較大擾動(dòng)。活性固硫白泥粉末送回點(diǎn)布置在高溫?zé)煔獬槲c(diǎn)之后，避免了將含有白泥粉末的煙氣回抽到加熱氣化裝置中。送入水平煙道的活性固硫白泥粉末將與煙氣中的so2、SO3發(fā)生反應(yīng)并生成固硫產(chǎn)物?；钚怨塘虬啄喾勰┡c煙氣中的S02、SO3發(fā)生反應(yīng)的機(jī)理為CaCHSO2+1/202 — CaSO4CaCHSO3 — CaSO4MgCHSO2+1/202 — MgSO4MgCHSO3 — MgSO4本發(fā)明的固硫反應(yīng)是在水平煙道中，溫度不會(huì)超過(guò)1000°C，因此避免了白泥中的CaSO4在高溫下分解釋放SO2。CaSO4, MgSO4發(fā)生分解的反應(yīng)為
CaSO4-^ CaO+ SO2 +1/2 O2
MgS04““'^ MgO+ SO2 +1/2 O個(gè)加熱氣化裝置后將布置一個(gè)溫度測(cè)點(diǎn)，由此測(cè)得加熱氣化后的煙氣溫度從而控制高溫?zé)煔獾某闅饬?，若溫度低?00°C則加大抽氣量。白泥在經(jīng)過(guò)高溫?zé)煔饧訜岷螅渲械腃l將氣化到煙氣中，并將通過(guò)一個(gè)抽氣機(jī)將含Cl煙氣送入到尾部煙道中。由于煤中的Cl含量超過(guò)O. 3%時(shí)，Cl在高溫下對(duì)高溫受熱面的腐蝕嚴(yán)重，而尾部煙道溫度較低，且在添加了白泥后，其Cl含量也小于O. 1%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于Cl元素高溫下腐蝕受熱面的臨界含量O. 3%,從而完全避免了 Cl對(duì)高溫受熱面的腐蝕。另外，由于含氯煙氣高于900°C，為避免高溫含氯煙氣在尾部煙道注入點(diǎn)對(duì)尾部受熱面如省煤器(省煤器煙氣溫度為600°C IO(TC)造成高溫腐蝕以及確保抽氣機(jī)工作在較低溫度范圍內(nèi)，將抽取尾部煙道低溫?zé)煔?3000C ^400oC，可在省煤器后)對(duì)高溫含氯煙氣進(jìn)行混合降溫。在高溫含氯煙氣抽氣機(jī)之前將布置一個(gè)溫度測(cè)點(diǎn)，從而控制尾部煙道低溫?zé)煔獬槿×?。Cl在尾部受熱面可以有效促進(jìn)汞的氧化，降低單質(zhì)汞的比例。單質(zhì)汞是以氣態(tài)形式存在于煙氣中，不易被控制收集，且Hgp，Hg2+易于除塵設(shè)備與脫硫設(shè)備脫除，因此降低煙氣中單質(zhì)汞比例是電廠控制汞排放的有效手段之一。對(duì)設(shè)置有SCR反應(yīng)器的電廠，含Cl煙氣反送入點(diǎn)將設(shè)置在SCR應(yīng)器之前，SCR中的催化劑能更有效地催化Cl與單質(zhì)Hg的反應(yīng)。Cl促進(jìn)汞氧化，降低單質(zhì)汞比例的機(jī)理為HCl — C1+HHg°+2C1 — HgCl2Hg°+2HC1 — HgCl2+H2Hg0 (g) — Hg0 (ads)·Cl (g) — Cl(ads)Hg0 (g) +2C1 (g) — HgCl2HgCl2 — HgCl2 (ads)Hg0 (ads) +2C1 (ads) — HgCl2 (ads)Hg0 (g) +2C1 (ads) — HgCl2 (ads)以上反應(yīng)式中(ads)表示該物質(zhì)是吸附在灰顆粒上的。固硫產(chǎn)物以及顆粒汞可被除塵器脫除，氧化態(tài)汞可以在濕法脫硫或者其他污染物裝置中脫除，從而實(shí)現(xiàn)脫汞固硫的目的。有益效果本發(fā)明抽吸利用了運(yùn)行電站鍋爐的高溫?zé)煔?900°C IOO(TC)加熱分解自然風(fēng)干的氨堿法純堿廠生產(chǎn)的廢渣白泥，生成的活性固硫劑送回至水平煙道內(nèi)脫硫同時(shí)增加煙氣中的灰分，由于固硫反應(yīng)進(jìn)行在水平煙道中，溫度不會(huì)超過(guò)1000°C，因此避免了白泥中的CaSO4高溫分解釋放出SO2的缺陷；氣化出來(lái)的Cl隨著煙氣注入至尾部煙道(可在省煤器前)，促進(jìn)了單質(zhì)Hg氧化與顆?；?，減低了單質(zhì)Hg比例。固硫產(chǎn)物與顆粒汞最終在除塵器中被捕捉脫除，從而實(shí)現(xiàn)了同時(shí)脫汞固硫的目的。本發(fā)明裝置利用運(yùn)行電站鍋爐的高溫?zé)煔鈱?duì)廢料白泥進(jìn)行熱解處理，實(shí)現(xiàn)了煤粉鍋爐脫汞固硫，避免了鍋爐高溫受熱面Cl腐蝕，對(duì)廢料白泥進(jìn)行了再利用。


下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。圖I是本發(fā)明系統(tǒng)示意圖；圖2是實(shí)施例f 2的試驗(yàn)系統(tǒng)示意圖。圖中1、燃燒器，2、爐膛，3、水平煙道，4、第一抽氣閥，5、活性白泥粉末倉(cāng)，6、白泥熱解氣化裝置，7、白泥倉(cāng)，8、調(diào)節(jié)閥，9、第一熱電偶，10、制粉機(jī)，11、排粉機(jī)，12、第一引風(fēng)機(jī)，13、高溫?fù)Q熱器,14、第二熱電偶，15、第二引風(fēng)機(jī),16、省煤器,17、第二抽氣閥，18、第三引風(fēng)機(jī)，19、SCR反應(yīng)器，20、除塵器，21、第四引風(fēng)機(jī)。
具體實(shí)施例方式如圖I所示，本發(fā)明的利用白泥對(duì)煤粉鍋爐同時(shí)進(jìn)行脫汞固硫的系統(tǒng)實(shí)施例，以配置有高溫高塵SCR反應(yīng)器的Ji型煤粉鍋爐為例。從煤粉鍋爐水平煙道3至鍋爐尾部煙道以管道連接有第二引風(fēng)機(jī)15和外接白泥倉(cāng)7的白泥熱解氣化裝置6，白泥熱解氣化裝置6還通過(guò)管道連接有制粉機(jī)10、活性白泥粉末倉(cāng)5和外接有第一引風(fēng)機(jī)12的排粉機(jī)11，最后連通至所述的煤粉鍋爐水平煙道3。煤粉鍋爐若設(shè)置有SCR反應(yīng)器，則至鍋爐尾部煙道的含Cl煙氣反送入點(diǎn)設(shè)置在SCR應(yīng)器之前。在煤粉鍋爐水平煙道3至白泥熱解氣化裝置6間的管道中設(shè)有第一抽氣閥4，白泥熱解氣化裝置至第二引風(fēng)機(jī)間的管道中設(shè)有第一、第二熱電偶9、14，外接白泥倉(cāng)出口管道上設(shè)有調(diào)節(jié)閥8，鍋爐尾部煙道在省煤器16之后，有管道經(jīng)第二抽氣閥17、第三引風(fēng)機(jī)18連接至第一、第二熱電偶14之間的管道中，鍋爐尾部煙道出口接有除塵器20和第四引風(fēng)機(jī)21，第二引風(fēng)機(jī)12外接熱二次風(fēng)或冷空氣源。最后連通至所述的煤粉鍋爐水平煙道3的活性白泥粉末的送入點(diǎn)設(shè)置在水平煙道3高溫?fù)Q熱器13之前和高溫?zé)煔獬槿↑c(diǎn)之后。采用上述系統(tǒng)的利用白泥對(duì)煤粉鍋爐同時(shí)進(jìn)行脫汞固硫的方法，包括以下步驟 SI將白泥加熱氣化，白泥給料量與煤粉給粉量之比范圍為1:10(Γ300，具體數(shù)值通過(guò)實(shí)際電廠運(yùn)行煤粉鍋爐中所燃燒煤種的氯含量與白泥中的Cl含量確定，只要確保添加白泥后，單位質(zhì)量煤的折算含氯質(zhì)量百分比是未添加白泥時(shí)的3飛倍即可；S2從煤粉鍋爐水平煙道抽吸900°C 1000°C高溫?zé)煔饧訜岵襟ESI所得氣化后的白泥變?yōu)闊峤獍啄?；S3熱解白泥送入制粉機(jī)中制成粒徑小于150um的粉末，并通過(guò)熱二次風(fēng)或者直接用冷空氣送回至步驟S2高溫?zé)煔獬槲c(diǎn)之后的高溫受熱面前對(duì)煙氣進(jìn)行脫硫；S4同時(shí)，白泥加熱氣化后產(chǎn)生含氯煙氣的通過(guò)抽氣機(jī)投入鍋爐尾部煙道低溫段。所述的步驟S4中，加熱氣化后測(cè)量溫度，保持溫度在不低于900°C。工作過(guò)程從氨堿法制堿廠送來(lái)的白泥存放在白泥倉(cāng)7中，通過(guò)調(diào)節(jié)閥8控制給料量送到熱解氣化裝置6中，白泥給料量與煤粉給粉量之比為1:10(Γ300，確保添加白泥后，單位質(zhì)量煤的折算含氯質(zhì)量百分比是未添加白泥時(shí)的3飛倍。燃燒器I向爐膛2內(nèi)送入煤粉和空氣，煤粉燃燒后產(chǎn)生的高溫?zé)煔饬魅胨綗煹?br> 3。抽吸點(diǎn)布置在水平煙道3的高溫區(qū)，并在第二引風(fēng)機(jī)15的作用下將900°C 1000°C的高溫?zé)煔獬槿氲綗峤鈿饣b置6中，熱解氣化裝置6的煙氣出口布置有第一熱電偶9，通過(guò)第一熱電偶9可以測(cè)得熱解氣化裝置6的出口煙溫，從而調(diào)節(jié)第一抽氣閥4控制抽氣量，當(dāng)熱解氣化裝置6出口煙氣溫度低于900°C時(shí)則加大抽氣量。白泥中的CaCO3在加熱氣化裝置6中發(fā)生熱解，生成CaO和CO2,生成的CaO并與白泥自身含有的CaO和MgO組成具有固硫活性的熱解白泥，然后被送入制粉機(jī)10中被磨制成一定細(xì)度，而后送入活性白泥粉末倉(cāng)5中，由于熱解氣化裝置6受到了第二引風(fēng)機(jī)15的抽吸作用，其壓力將低于水平煙道3，為避免制粉機(jī)10與水平煙道3直接相連而導(dǎo)致活性白泥粉末被倒吹回?zé)峤鈿饣b置6，布置了活性白泥粉末倉(cāng)5?；钚园啄喾勰﹤}(cāng)5中的白泥粉末將通過(guò)排風(fēng)機(jī)11在第一引風(fēng)機(jī)12的作用下送回至水平煙道3。第一引風(fēng)機(jī)12的空氣來(lái)源是熱二次風(fēng)，由于送入的白泥粉末量相對(duì)較小(與煤粉之比為1:10(Γ300)，通過(guò)額外熱二次風(fēng)或者冷空氣將活性固硫白泥粉末送回水平煙道后不會(huì)對(duì)煙氣側(cè)造成較大擾動(dòng)?；钚园啄喾勰┑乃腿朦c(diǎn)將設(shè)置在水平煙道3高溫?fù)Q熱器13之前和高溫?zé)煔獬槿↑c(diǎn)之后，確保水平煙道3抽取點(diǎn)不會(huì)回抽至熱解氣化裝置6中。送入水平煙道3中活性白泥粉末將在高溫?fù)Q熱器13外部的煙氣側(cè)開(kāi)始固硫，由于固硫反應(yīng)在水平煙道3中的溫度不會(huì)超過(guò)1000°C，因此避免了白泥中的CaSO4高溫下分解釋放出SO2。而從白泥中氣化出來(lái)的Cl將在第二引風(fēng)機(jī)15的抽吸作用下被送到省煤器16前，由于含氯煙氣高于900°C，為避免高溫含氯煙氣在尾部煙道注入點(diǎn)對(duì)尾部受熱面的省煤器16 (省煤器煙氣溫度為6000C 700°C)造成高溫腐蝕以及確保第二引風(fēng)機(jī)15工作在較低溫度范圍內(nèi)，將通過(guò)第三引風(fēng)機(jī)18抽取尾部煙道低溫?zé)煔?300°C 40(TC，可在省煤器后)對(duì)高溫含氯煙氣進(jìn)行混合降溫，第二引風(fēng)機(jī)15前布置了第二熱電偶14，可以測(cè)得進(jìn)入第二引風(fēng)機(jī)15的煙氣溫度，當(dāng)?shù)诙犭娕?4的溫度超過(guò)650°C時(shí)則調(diào)節(jié)第二抽氣閥17控制低溫?zé)煔獬闅饬?。混合了含Cl煙氣后將依次經(jīng)過(guò)省煤器16，SCR反應(yīng)器19，煙氣中的單質(zhì)汞將在Cl的作用下將促進(jìn)Hg°的氧化生成Hg2+，而Hg2+更易于被飛灰顆粒吸附形成顆粒汞，在水平煙道3中注入了白泥粉末之后即增加了煙氣中的飛灰含量，也增加了 Hg與飛灰的碰撞幾率，從而增大顆粒汞形成的概率，同時(shí)Cl含量增加使煙氣中單質(zhì)汞比例降低，使得電廠已有污染控制設(shè)備脫汞效率提高。煙氣中的顆粒汞和固硫產(chǎn)物在第四引風(fēng)機(jī)21的作用下被除塵 器21捕捉脫除。為驗(yàn)證本發(fā)明，還進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)是在一維煤粉燃燒爐上進(jìn)行，實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)主要由爐體，給粉系統(tǒng)，白泥添加系統(tǒng)，電源及溫控系統(tǒng)，冷卻段，灰分收集器、汞分析儀和引風(fēng)機(jī)等組成。實(shí)驗(yàn)例I :實(shí)驗(yàn)例I所用的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)示意圖如圖2所示。實(shí)驗(yàn)例I 使用的煤樣工業(yè)分析為 MadL 51%，Aad27. 02%, Vad 11. 18%，F(xiàn)Cad60. 29% 元素分析成分為 Cad 62. 92%，Had 2. 85%，Nad O. 82%Sad0. 42%，Oad 18. 44%，CladO. 036%，微量元素Hgad165ng/g。白泥的成分為 CaC0364. 36%, CaS0418. 57%, Mg05. 08%,鹽酸不溶物 I. 36%，鐵鋁氧化物2. 34%，Cl為7. 26%。實(shí)驗(yàn)前，一維爐內(nèi)中心由溫控系統(tǒng)加熱到1350°C。實(shí)驗(yàn)分兩步進(jìn)行，第一步關(guān)閉白泥添加系統(tǒng)，打開(kāi)給粉系統(tǒng)，給粉量為300g/min，過(guò)量空氣系數(shù)為I. 2，助燃空氣量為2. 5m3/min。煤粉送入爐內(nèi)燃燒后，產(chǎn)生的飛灰將隨著煙氣在引風(fēng)機(jī)的抽吸作用下經(jīng)過(guò)爐體外的冷卻段，冷卻器將使煙氣冷卻至200°C — 300°C，最后由汞分析儀測(cè)定煙氣中單質(zhì)汞的比例，灰樣收集器收集得到飛灰，測(cè)得其固硫率和顆粒汞比率，固硫率是指一定量的粉煤或型煤燃燒后，渣中硫的總量與原煤中硫的總量的比值。S%=(燒后灰渣中總硫量)/ (燒前原煤中總硫量)X 100%。顆粒汞比率定義為單位質(zhì)量煤粉產(chǎn)生的灰中所含汞量占單位質(zhì)量煤粉攜帶汞量的百分比。第一步得到的飛灰的固硫率為25. 62%，灰中的汞含量為22. 25ppb，即顆粒汞比率為13. 48%，單質(zhì)汞的比例為62. 8%，氧化形式汞為23. 72%。第二步，重復(fù)進(jìn)行試驗(yàn)，為了便于實(shí)驗(yàn)進(jìn)行，實(shí)驗(yàn)前，將干燥后的白泥在950°C下加熱分解并將其研磨成過(guò)200目篩的粉末，以便在實(shí)驗(yàn)中可以直接添加活性熱解白泥粉末。打開(kāi)白泥添加系統(tǒng)，而煤粉給粉量和過(guò)量空氣系數(shù)不變。白泥添加系統(tǒng)的電加熱器被加熱至950°C，打開(kāi)白泥倉(cāng)，將白泥送入電加熱器中，同時(shí)將攜帶空氣送入電加熱器中加熱氣化白泥，產(chǎn)生的含氯煙氣送入冷卻段。實(shí)驗(yàn)前準(zhǔn)備好的活性熱解白泥粉末直接送入爐體尾部低溫處(700°C—800oC)o兩者的給料量由白泥中的組分百分比確定，確保與實(shí)際電廠中白泥粉末與含氯煙氣含氯量的添加比例一致。實(shí)施例I中在添加了白泥之后，使得煤樣的折算含氯質(zhì)量分?jǐn)?shù)提高兩倍，即白泥倉(cāng)的給料量為3g/min，模擬煙氣將氣化出的氯攜帶至冷卻段，而此時(shí)活性熱解白泥粉末的給料量為2. 4g/min，活性熱解白泥粉末中的活性鈣鎂元素與硫元素之比為2. I I。燃燒后收集得到的飛灰，測(cè)得其固硫率為32. 63%，灰中的汞含量為37. 12ppb，顆粒汞比率為22. 5%，而單質(zhì)汞比例為40. 3%，氧化形式汞為37. 2%。可見(jiàn)，在添加了固硫白泥粉末和含Cl煙氣后，固硫率提高了 7. 01%，顆粒汞比率提高了 9. 02%，單質(zhì)汞比例下降了22. 5%，氧化形式汞提高了 13. 48%，達(dá)到了較好的固硫脫汞和降低單質(zhì)汞比例的效果。實(shí)驗(yàn)例2 實(shí)驗(yàn)例2的實(shí)驗(yàn)方法與實(shí)驗(yàn)過(guò)程與實(shí)施例I基本相同，所用煤樣和白泥成分相同，不同的是實(shí)施例2添加白泥的比例不同，實(shí)施例在添加白泥后煤樣折算含氯質(zhì)量分?jǐn)?shù)提高四倍，此時(shí)白泥的給料量為6g/min，活性熱解白泥粉末的給料量為4. 8g/min，燃燒測(cè)得其固硫率為45. 56%，灰中的汞含量為67ppb，顆粒汞比率為26. 5%，煙氣中單質(zhì)汞比例為30. 2%，氧化形式汞為43. 3%?？梢?jiàn)，隨著在添加了固硫白泥粉末和含Cl煙氣后，固硫率提高 了 19. 94%，顆粒汞比率提高了 13. 02%，單質(zhì)汞比例下降了 32. 6%，氧化汞提高了 19. 58%。
權(quán)利要求
1.一種利用白泥對(duì)煤粉鍋爐同時(shí)進(jìn)行脫汞固硫的系統(tǒng)，其特征是從所述的煤粉鍋爐水平煙道(3)至鍋爐尾部煙道以管道連接有第二引風(fēng)機(jī)(15)和外接白泥倉(cāng)(7)的白泥熱解氣化裝置(6)，所述的白泥熱解氣化裝置(6)還通過(guò)管道連接有制粉機(jī)(10)、活性白泥粉末倉(cāng)(5)和外接有第一引風(fēng)機(jī)(12)的排粉機(jī)(11)，最后連通至所述的煤粉鍋爐水平煙道(3)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的利用白泥對(duì)煤粉鍋爐同時(shí)進(jìn)行脫汞固硫的系統(tǒng)，其特征是所述的煤粉鍋爐水平煙道(3)至白泥熱解氣化裝置(6)間的管道中設(shè)有第一抽氣閥(4)，白泥 熱解氣化裝置至第二引風(fēng)機(jī)間的管道中設(shè)有第一、第二熱電偶(9、14)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的利用白泥對(duì)煤粉鍋爐同時(shí)進(jìn)行脫汞固硫的系統(tǒng)，其特征是所述的外接白泥倉(cāng)出口管道上設(shè)有調(diào)節(jié)閥(8 )。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的利用白泥對(duì)煤粉鍋爐同時(shí)進(jìn)行脫汞固硫的系統(tǒng)，其特征是所述的鍋爐尾部煙道在省煤器(16)之后，有管道經(jīng)第二抽氣閥(17)、第三引風(fēng)機(jī)(18)連接至第一、第二熱電偶(14)之間的管道中。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的利用白泥對(duì)煤粉鍋爐同時(shí)進(jìn)行脫汞固硫的系統(tǒng)，其特征是所述的鍋爐尾部煙道出口接有除塵器(20)和第四引風(fēng)機(jī)(21)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的利用白泥對(duì)煤粉鍋爐同時(shí)進(jìn)行脫汞固硫的系統(tǒng)，其特征是所述的第二引風(fēng)機(jī)(12)外接熱二次風(fēng)或冷空氣源。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的利用白泥對(duì)煤粉鍋爐同時(shí)進(jìn)行脫汞固硫的系統(tǒng)，其特征是所述的最后連通至所述的煤粉鍋爐水平煙道(3)的活性白泥粉末的送入點(diǎn)設(shè)置在水平煙道(3)高溫?fù)Q熱器(13)之前和高溫?zé)煔獬槿↑c(diǎn)之后。
8.根據(jù)權(quán)利要求I至7所述的任意一項(xiàng)利用白泥對(duì)煤粉鍋爐同時(shí)進(jìn)行脫汞固硫的系統(tǒng)，其特征是所述的煤粉鍋爐若設(shè)置有SCR反應(yīng)器，則所述的至鍋爐尾部煙道的含Cl煙氣反送入點(diǎn)設(shè)置在SCR應(yīng)器之前。
9.一種采用如權(quán)利要求I所述系統(tǒng)的利用白泥對(duì)煤粉鍋爐同時(shí)進(jìn)行脫汞固硫的方法，包括以下步驟 SI將白泥加熱氣化，白泥給料量與煤粉給粉量之比范圍為1:10(Γ300，添加白泥后，單位質(zhì)量煤的折算含氯質(zhì)量百分比是未添加白泥時(shí)的3飛倍、活性鈣鎂元素與硫元素之比為2 5:1 ; S2從煤粉鍋爐水平煙道抽吸900°C ^lOOO0C高溫?zé)煔饧訜岵襟ESI所得氣化后的白泥變?yōu)闊峤獍啄啵? S3熱解白泥送入制粉機(jī)中制成粒徑為100— 150um的粉末，并通過(guò)熱二次風(fēng)或者直接用冷空氣送回至步驟S2高溫?zé)煔獬槲c(diǎn)之后的高溫受熱面前對(duì)煙氣進(jìn)行脫硫； S4同時(shí)，白泥加熱氣化后產(chǎn)生的含氯煙氣通過(guò)抽氣機(jī)投入鍋爐尾部煙道低溫段。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的利用白泥對(duì)煤粉鍋爐同時(shí)進(jìn)行脫汞固硫的方法，其特征是所述的步驟S4中，加熱氣化后測(cè)量溫度，保持溫度在900°C以上，當(dāng)溫度低于900°C時(shí)，通過(guò)調(diào)節(jié)抽氣閥增大900°C 1000°C高溫?zé)煔獬闅饬?；低溫?zé)煔鉁囟葹?00°C—400°C，當(dāng)進(jìn)入抽氣機(jī)的煙氣溫度高于650°C時(shí),通過(guò)抽氣閥增大低溫?zé)煔獬闅饬俊?br> 全文摘要
一種利用白泥對(duì)煤粉鍋爐同時(shí)進(jìn)行脫汞固硫的系統(tǒng)從所述的煤粉鍋爐水平煙道(3)至鍋爐尾部煙道以管道連接有第二引風(fēng)機(jī)(15)和外接白泥倉(cāng)(7)的白泥熱解氣化裝置(6)，所述的白泥熱解氣化裝置(6)還通過(guò)管道連接有制粉機(jī)(10)、活性白泥粉末倉(cāng)(5)和外接有第一引風(fēng)機(jī)(12)的排粉機(jī)(11)，最后連通至所述的煤粉鍋爐水平煙道(3)。本發(fā)明還涉及所述系統(tǒng)的利用白泥對(duì)煤粉鍋爐同時(shí)進(jìn)行脫汞固硫方法。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了同時(shí)脫汞固硫的目的。本發(fā)明裝置利用運(yùn)行電站鍋爐的高溫?zé)煔鈱?duì)廢料白泥進(jìn)行熱解處理，實(shí)現(xiàn)了煤粉鍋爐脫汞固硫，避免了鍋爐高溫受熱面Cl腐蝕，對(duì)廢料白泥進(jìn)行了再利用。
文檔編號(hào)F23J15/02GK102777921SQ201210242410
公開(kāi)日2012年11月14日 申請(qǐng)日期2012年7月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月12日
發(fā)明者徐齊勝, 殷立寶, 鐘俊, 高正陽(yáng) 申請(qǐng)人:華北電力大學(xué), 廣東電網(wǎng)公司電力科學(xué)研究院