本發(fā)明屬于能源領(lǐng)域，具體涉及一種燃燒煤的方法。
背景技術(shù)：
：煤燃燒過(guò)程中常伴有煙道受熱面沾污嚴(yán)重、煙道大量積灰的問(wèn)題，這給鍋爐等燃燒設(shè)備的清理和維護(hù)工作帶來(lái)了困難。并且，煤燃燒產(chǎn)生的煙氣中常含有硫化物。硫化物主要來(lái)源于煤炭或工業(yè)原料含有的硫物質(zhì)，硫物質(zhì)在燃燒過(guò)程或工業(yè)制造過(guò)程中發(fā)生反應(yīng)，轉(zhuǎn)化成硫化物釋放出來(lái)。硫化物特別是硫化氫、二氧化硫等常常會(huì)導(dǎo)致生產(chǎn)工段中的催化劑中毒失活，而且含硫化物的廢氣直接排放，容易污染環(huán)境，產(chǎn)生霧霾等空氣問(wèn)題，嚴(yán)重影響人類的健康。脫硫劑是一種用于脫除煙氣中硫化物的藥劑。由于降低硫化物含量有利于工業(yè)生產(chǎn)和環(huán)境保護(hù)，因此研究者對(duì)于脫硫劑的研發(fā)給予了更多的關(guān)注。目前的脫硫劑品種包括固體堿/液體堿脫硫劑、活性炭脫硫劑、分子篩負(fù)載金屬脫硫劑、鐵系脫硫劑、錳系脫硫劑、多金屬?gòu)?fù)合氧化物脫硫劑等。經(jīng)過(guò)多年研究，雖然脫硫劑種類越來(lái)越豐富，脫硫性能也有了大幅度的提高，但是現(xiàn)有脫硫劑的硫容和脫硫精度仍然較低，難以滿足煙氣脫硫?qū)π屎徒?jīng)濟(jì)性的要求。目前尚需一種經(jīng)濟(jì)、高效的燃煤方法，以解決燃煤過(guò)程中煙道沾污、大量積灰問(wèn)題，并且能夠滿足工業(yè)、民用領(lǐng)域?qū)煔饷摿虻钠惹行枨?。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)了一種燃燒煤的方法，該方法將煤與水玻璃、氧化鈣混合后進(jìn)行燃燒，降低了煙道沾污和積灰程度；本發(fā)明方法使用高硫容、高脫硫精度、高抗破碎強(qiáng)度和大比表面積的脫硫劑，對(duì)煙氣進(jìn)行脫硫，大大提高了脫硫效率，并且更為經(jīng)濟(jì)實(shí)用。本發(fā)明涉及一種燃燒煤的方法，包括如下步驟，1)將煤、水玻璃和氧化鈣混合，并進(jìn)行燃燒；2)將燃燒產(chǎn)生的煙氣與脫硫劑在常溫下接觸，再對(duì)煙氣進(jìn)行除塵；其中，所述脫硫劑的制備方法包括如下步驟：(1)將氧化鎂、碳酸錳、電石和焦炭混合；(2)向步驟(1)得到的混合物中加入硼酸鈉和聚乳酸，在130℃-160℃下混合，再養(yǎng)護(hù)20-25小時(shí)，烘干、焙燒；優(yōu)選地，在130-150℃、130℃、135℃、140℃、145℃、150℃、155℃或160℃下混合；優(yōu)選地，養(yǎng)護(hù)時(shí)間為20小時(shí)、22小時(shí)、23小時(shí)或25小時(shí)；(3)將步驟(2)得到的焙燒物放入160-200℃的聚乳酸中恒溫浸漬，再烘干、冷卻即可；優(yōu)選將焙燒物放入160-180℃、160℃、165℃、170℃、175℃、180℃、185℃、190℃、195℃或200℃的聚乳酸中恒溫浸漬。本發(fā)明任一項(xiàng)的實(shí)施方式中，步驟1)中，煤、水玻璃和氧化鈣的重量比為(80-100)：(2-9)：(1-5)；優(yōu)選為80:2:9、100:9:5、90:3:1或(90-100)：(2-6)：(1-3)。本發(fā)明任一項(xiàng)的實(shí)施方式中，步驟1)中燃燒溫度≤1500℃，優(yōu)選地，≤1200℃、≤1000℃或≤800℃，更優(yōu)選為500℃、700℃、800℃、900℃、1000℃、1100℃、1200℃或1500℃。本發(fā)明任一項(xiàng)的實(shí)施方式中，步驟1)的燃燒在鍋爐中進(jìn)行。本發(fā)明任一項(xiàng)的實(shí)施方式中，步驟2)中，所述煙氣(以煙氣中二氧化硫計(jì))與脫硫劑的重量比為1:(1-20)；優(yōu)選為1：(2-10)、1：(5-15)、1:1、1:8、1：10、1:15、1:17或1:20。本發(fā)明任一項(xiàng)的實(shí)施方式中，步驟2)中，在接觸前，還包括調(diào)濕煙氣的步驟。本發(fā)明任一項(xiàng)的實(shí)施方式中，調(diào)濕后，煙氣的含水量為5％-20％(w/w)；優(yōu)選為8％-15％(w/w)、5％(w/w)、7％(w/w)、10％(w/w)、14％(w/w)、17％(w/w)或20％(w/w)。本發(fā)明任一項(xiàng)的實(shí)施方式中，步驟2)中，接觸的溫度為10-35℃；優(yōu)選為20-30℃、25-35℃、20℃、25℃、28℃或30℃。本發(fā)明任一項(xiàng)的實(shí)施方式中，步驟2)中，接觸的時(shí)間為20分鐘-1.5小時(shí)；優(yōu)選為20-30分鐘、30分鐘、40分鐘、60分鐘或90分鐘。本發(fā)明任一項(xiàng)的實(shí)施方式中，步驟2)中，所述煙氣與脫硫劑在脫硫塔中沿相反方向流動(dòng)并接觸。本發(fā)明任一項(xiàng)的實(shí)施方式中，步驟2)中，引風(fēng)機(jī)將燃燒產(chǎn)生的煙氣引入脫硫塔中進(jìn)行脫硫。本發(fā)明任一項(xiàng)的實(shí)施方式中，步驟2)中，將煙氣引入除塵器進(jìn)行除塵。本發(fā)明任一項(xiàng)的實(shí)施方式中，步驟(3)中恒溫浸漬的溫度為步驟(3)中聚乳酸的溫度。本發(fā)明任一項(xiàng)的實(shí)施方式中，所述氧化鎂的加入量為40-56重量份(優(yōu)選為40、52或56重量份)，所述碳酸錳的加入量為20-33重量份(優(yōu)選為20、28或33重量份)，所述電石的加入量為15-22重量份(優(yōu)選為15、18或22重量份)，所述焦炭的加入量為8-17重量份(優(yōu)選為8、12或17重量份)。本發(fā)明任一項(xiàng)的實(shí)施方式中，所述氧化鎂、碳酸錳的粒徑為200-500μm(優(yōu)選200、300、350、400或500μm)。本發(fā)明任一項(xiàng)的實(shí)施方式中，所述電石、焦炭的粒徑為600-1000μm(優(yōu)選600、700、800、850、900或1000μm)。上述粒徑的氧化鎂、碳酸錳、電石和焦炭混合更加均勻。本發(fā)明任一項(xiàng)的實(shí)施方式中，所述硼酸鈉的加入量為5-13重量份(優(yōu)選為5、9或13重量份)，步驟(2)中的所述聚乳酸的加入量為7-15重量份(優(yōu)選為7、8、10或15重量份)。硼酸鈉有助于使聚乳酸與氧化鎂、碳酸錳、電石和焦炭的混合物均勻融合。本發(fā)明任一項(xiàng)的實(shí)施方式中，步驟(2)中所述聚乳酸的粒徑為300-800μm，優(yōu)選為300μm、400μm、500μm、700μm或800μm。該粒徑范圍的聚乳酸更易與氧化鎂、碳酸錳、電石和焦炭的混合物融合均勻。本發(fā)明任一項(xiàng)的實(shí)施方式中，養(yǎng)護(hù)的溫度為120-140℃；優(yōu)選為120℃、130℃、135℃或140℃。本發(fā)明任一項(xiàng)的實(shí)施方式中，步驟(2)和/或步驟(3)中的烘干溫度為160-180℃；優(yōu)選地，步驟(2)和/或步驟(3)中的烘干溫度為160℃、165℃、170℃或180℃。步驟(2)和/或步驟(3)中烘干的目的是降低含水量，水分主要來(lái)自于原料。本發(fā)明任一項(xiàng)的實(shí)施方式中，焙燒溫度為200-250℃；優(yōu)選為200℃、210℃、220℃、225℃、230℃、240℃或250℃。本發(fā)明任一項(xiàng)的實(shí)施方式中，焙燒時(shí)間為0.5-2小時(shí)，優(yōu)選為0.5、1、1.5或2小時(shí)。焙燒過(guò)程中，在硼酸鈉參與下(可能為催化作用)，聚乳酸發(fā)生化學(xué)變化。本發(fā)明任一項(xiàng)的實(shí)施方式中，步驟(3)中所述聚乳酸的加入量為20-45重量份；優(yōu)選為30-45重量份、20重量份、30重量份、40重量份或45重量份。本發(fā)明任一項(xiàng)的實(shí)施方式中，浸漬時(shí)間為8-12小時(shí)；優(yōu)選為8小時(shí)、10小時(shí)或12小時(shí)。浸漬使聚乳酸與氧化鎂、碳酸錳、電石和焦炭顆粒深度融合。本發(fā)明任一項(xiàng)的實(shí)施方式中，步驟(2)和/或步驟(3)中的聚乳酸的數(shù)均分子量Mn為1×105～2×105；優(yōu)選地，步驟(2)和/或步驟(3)中的聚乳酸的數(shù)均分子量Mn為1×105、1.5×105或2×105。本發(fā)明中，水玻璃是指水溶性硅酸鈉鹽，其化學(xué)式為Na2SiO3·9H2O。本發(fā)明取得的有益效果：1、本發(fā)明燃燒煤的方法，將煤與水玻璃、氧化鈣混合后進(jìn)行燃燒，降低了煙道的沾污程度，減少了煙道積灰。2、本發(fā)明燃燒煤的方法，使用的脫硫劑硫容高、脫硫精度高、抗破碎強(qiáng)度高、比表面積大，從而提高了煙氣脫硫的效率和經(jīng)濟(jì)性。3、本發(fā)明燃燒煤的方法，使用的脫硫劑以聚乳酸作為制備原料之一，提高了脫硫劑的性能。4、本發(fā)明燃燒煤的方法，使用的脫硫劑在制備時(shí)添加硼酸鈉，能夠提高聚乳酸與其他原料融合的均勻性，并且硼酸鈉能夠促使聚乳酸在焙燒過(guò)程中發(fā)生化學(xué)變化。具體實(shí)施方式為了使本發(fā)明的內(nèi)容更容易被清楚的理解，下面結(jié)合本發(fā)明的具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明，但具體實(shí)施例本身并不造成對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制。實(shí)施例1制備脫硫劑1將400g氧化鎂、200g碳酸錳、150g電石和80g焦炭混合均勻，氧化鎂和碳酸錳的粒徑為200-400μm，電石和焦炭的粒徑為600-800μm。向得到的混合物中加入50g硼酸鈉和70g聚乳酸，在130℃-140℃下混合均勻，聚乳酸的粒徑為300-500μm，再在120℃下養(yǎng)護(hù)20小時(shí)，以160℃烘干，得到混合料A。然后，混合料A在230℃下焙燒2小時(shí)，得到焙燒物A。將得到的焙燒物A放入160℃的200g聚乳酸中恒溫浸漬8小時(shí)，再在180℃烘干、冷卻，得到脫硫劑1。使用的聚乳酸的數(shù)均分子量Mn為1.5×105-2×105。實(shí)施例2制備脫硫劑2將520g氧化鎂、280g碳酸錳、180g電石和120g焦炭混合均勻，氧化鎂和碳酸錳的粒徑為300-400μm，電石和焦炭的粒徑為700-900μm。向得到的混合物中加入90g硼酸鈉和100g聚乳酸，在140℃-150℃下混合均勻，聚乳酸的粒徑400-600μm，再在130℃下養(yǎng)護(hù)23小時(shí)，以160℃烘干，然后在230℃下焙燒1小時(shí)。將得到的焙燒物放入160℃的300g聚乳酸中恒溫浸漬12小時(shí)，再在180℃烘干、冷卻，得到脫硫劑2。使用的聚乳酸的數(shù)均分子量Mn為1×105-1.5×105。實(shí)施例3制備脫硫劑3將560g氧化鎂、330g碳酸錳、220g電石和170g焦炭混合均勻，氧化鎂和碳酸錳的粒徑為400-500μm，電石和焦炭的粒徑為900-1000μm。向得到的混合物中加入130g硼酸鈉和150g聚乳酸，在150℃-160℃下混合均勻，聚乳酸的粒徑700-800μm，再在140℃下養(yǎng)護(hù)25小時(shí)，以170℃烘干，然后在250℃下焙燒0.5小時(shí)。將得到的焙燒物放入165℃的450g聚乳酸中恒溫浸漬10小時(shí)，再在180℃烘干、冷卻，得到脫硫劑3。使用的聚乳酸的數(shù)均分子量Mn為1.5×105-2×105。實(shí)施例4本發(fā)明燃燒煤的方法Ⅰ將10kg煤粉、0.25kg水玻璃和1.125kg氧化鈣混合均勻送入鍋爐，并在800-1100℃下燃燒48小時(shí)。將燃燒產(chǎn)生的煙氣調(diào)濕后，測(cè)定出煙氣中的二氧化硫含量為2000mg/L、含水量5％(w/w)。將10L煙氣通入脫硫塔底部的進(jìn)氣口中，同時(shí)將200g脫硫劑1送入脫硫塔上部的脫硫劑入口中，脫硫塔內(nèi)的溫度保持在25-28℃，煙氣與脫硫劑在脫硫塔內(nèi)沿相反方向流動(dòng)混合并保持接觸30分鐘，由塔頂出氣口引出煙氣送入除塵器中除塵后，收集得氣體1。實(shí)施例5本發(fā)明燃燒煤的方法Ⅱ?qū)?0kg煤粉、0.9kg水玻璃和0.5kg氧化鈣混合均勻送入鍋爐，并在700-900℃下燃燒48小時(shí)。將燃燒產(chǎn)生的煙氣調(diào)濕后，測(cè)定出煙氣中的二氧化硫含量為2500mg/L、含水量6％(w/w)。將10L煙氣通入脫硫塔底部的進(jìn)氣口中，同時(shí)將500g脫硫劑2送入脫硫塔上部的脫硫劑入口中，脫硫塔內(nèi)的溫度保持在28-30℃，煙氣與脫硫劑在脫硫塔內(nèi)沿相反方向流動(dòng)混合并保持接觸40分鐘，由塔頂出氣口引出煙氣送入除塵器中除塵后，收集得氣體2。實(shí)施例6本發(fā)明燃燒煤的方法Ⅲ將10kg煤粉、0.34kg水玻璃和0.12kg氧化鈣混合均勻送入鍋爐，并在1200-1500℃下燃燒48小時(shí)。將燃燒產(chǎn)生的煙氣調(diào)濕后，測(cè)定出煙氣中的二氧化硫含量為1500mg/L、含水量8％(w/w)。將10L煙氣通入脫硫塔底部的進(jìn)氣口中，同時(shí)將120g脫硫劑3送入脫硫塔上部的脫硫劑入口中，脫硫塔內(nèi)的溫度保持在28-30℃，煙氣與脫硫劑在脫硫塔內(nèi)沿相反方向流動(dòng)混合并保持接觸60分鐘，由塔頂出氣口引出煙氣送入除塵器中除塵后，收集得氣體3。對(duì)比例1制備脫硫劑A將400g氧化鎂、200g碳酸錳、150g電石和80g焦炭以及20g水混合均勻，氧化鎂和碳酸錳的粒徑為200-400μm，電石和焦炭的粒徑為600-800μm，再在80-90℃下養(yǎng)護(hù)20小時(shí)，以160℃烘干，然后在230℃下焙燒2小時(shí)，冷卻焙燒物，得到脫硫劑A。對(duì)比例2制備混合料B和焙燒物B將400g氧化鎂、200g碳酸錳、150g電石和80g焦炭混合均勻，氧化鎂和碳酸錳的粒徑為200-400μm，電石和焦炭的粒徑為600-800μm。向得到的混合物中加入70g聚乳酸，在130℃-140℃下混合均勻，聚乳酸的粒徑為300-500μm，再在120℃下養(yǎng)護(hù)20小時(shí)，以160℃烘干，得到混合料B。將混合料B在230℃下焙燒2小時(shí)，得到焙燒物B。使用的聚乳酸的數(shù)均分子量Mn為1.5×105-2×105。對(duì)比例3將10kg煤粉、0.25kg水玻璃和1.125kg氧化鈣混合均勻送入鍋爐，并在800-1100℃下燃燒48小時(shí)。將燃燒產(chǎn)生的煙氣調(diào)濕后，測(cè)定出煙氣中的二氧化硫含量為2000mg/L、含水量5％(w/w)。將10L煙氣通入脫硫塔底部的進(jìn)氣口中，同時(shí)將200g脫硫劑A送入脫硫塔上部的脫硫劑入口中，脫硫塔內(nèi)的溫度保持在25-28℃，煙氣與脫硫劑在脫硫塔內(nèi)沿相反方向流動(dòng)混合并保持接觸30分鐘，由塔頂出氣口引出煙氣送入除塵器中除塵后，收集得氣體A。對(duì)比例4將10kg煤粉送入鍋爐，并在800-1100℃下燃燒48小時(shí)。實(shí)驗(yàn)例1脫硫劑的脫硫精度、硫容和物理性能1、脫硫精度設(shè)置原料氣為含5000ppmH2S的氮?dú)?，取?shí)施例1-3和對(duì)比例1的脫硫劑1-3、A各3g，在常壓(通常為1個(gè)大氣壓)、10-45℃之間分別進(jìn)行多次脫硫測(cè)試，氣空速為2000h-1。最終測(cè)得：在各溫度條件下，原料氣經(jīng)脫硫劑1-3處理后，出口總硫均低于0.01ppm；原料氣經(jīng)脫硫劑A處理后，出口總硫約為0.09ppm。因此，本發(fā)明的脫硫劑1-3的脫硫精度高于脫硫劑A。2、硫容和物理性能取實(shí)施例1-3和對(duì)比例1的脫硫劑1-3、A作樣品，分別測(cè)定硫容。取樣品100g，在10℃-45℃、常壓(通常為1大氣壓)下，用含H2S為40000ppm的標(biāo)準(zhǔn)氣進(jìn)行評(píng)測(cè)。定性檢測(cè)，可自配硝酸銀溶液對(duì)出口硫進(jìn)行檢測(cè)；定量檢測(cè)，可采用國(guó)產(chǎn)WK-2C綜合微庫(kù)侖儀(江蘇電分析儀器廠)進(jìn)行檢測(cè)，該儀器的最低檢測(cè)量為0.2ppm，結(jié)果如表1所示。表1測(cè)試項(xiàng)目脫硫劑1脫硫劑2脫硫劑3脫硫劑A硫容80.6％81.9％83.0％44.7％可見(jiàn)，本發(fā)明脫硫劑1-3的硫容遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于脫硫劑A。經(jīng)測(cè)定，本發(fā)明脫硫劑1-3的抗破碎強(qiáng)度大于110N/cm，比表面積為80-130m2/g；脫硫劑A的抗破碎強(qiáng)度為50N/cm，比表面積為50-70m2/g。本發(fā)明脫硫劑1-3的抗破碎強(qiáng)度和比表面積均高于脫硫劑A。實(shí)驗(yàn)例2：混合料的均勻性和焙燒物的化學(xué)變化1、混合料均勻性對(duì)實(shí)施例1、對(duì)比例2的混合料A-B進(jìn)行檢測(cè)。隨機(jī)對(duì)混合料A-B各取10g作為樣品，用顯微鏡觀察，可以觀察到：混合料B中較大的顆粒(可以認(rèn)為是融合形成的顆粒)基本集中于中央，沒(méi)有分散開(kāi)；而混合料A樣品中較大的顆粒(可以認(rèn)為是融合形成的顆粒)于各處均有分布，分散較為均勻。因此，添加硼酸鈉有助于使聚乳酸與其他原料均勻地融合，繼而可以觀察到融合成的大顆粒在各處均勻分布。2、焙燒物化學(xué)變化對(duì)實(shí)施例1、對(duì)比例2的混合料A-B和焙燒物A-B采用美國(guó)Nicolet公司的Nexus670型傅立葉變換紅外光譜儀在同樣條件下進(jìn)行檢測(cè)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：混合料B和焙燒物B的紅外光譜極為近似；焙燒物A與混合料A的紅外光譜差別較大，除了焙燒物A譜圖中的酯基吸收峰減弱外，焙燒物A的紅外光譜還比混合料A的譜圖多了3個(gè)吸收峰。添加硼酸鈉有助于聚乳酸在焙燒過(guò)程中發(fā)生化學(xué)變化。實(shí)驗(yàn)例3：脫硫效率測(cè)定實(shí)施例4-6和對(duì)比例3收集到的氣體1-3、氣體A的總體積和各氣體中二氧化硫的含量，并按照下式計(jì)算脫硫效率，結(jié)果見(jiàn)表2。脫硫效率＝100％×(V0×C0-V×C)/(V0×C0×t)其中：V為收集得到的氣體的總體積(L)；C為收集得到的氣體中二氧化硫含量(mg/L)；V0為煙氣的總體積(L)；C0為煙氣中二氧化硫含量(mg/L)；t為脫硫時(shí)間(h)。表2由表2可知，與對(duì)比例3方法相比，本發(fā)明方法的脫硫效率更高，更具經(jīng)濟(jì)性。實(shí)驗(yàn)例4：沾污情況及積灰量實(shí)施例4-6和對(duì)比例4采用同型號(hào)鍋爐。觀察實(shí)施例4-6和對(duì)比例4燃燒后的鍋爐煙道(煙道的徑向尺寸和長(zhǎng)度相同)的沾污情況和積灰量，結(jié)果見(jiàn)表3。表3由表3可知，相比于對(duì)比例4，本發(fā)明添加水玻璃和氧化鈣一同燃燒的燃煤方法沾污程度更低，積灰量更少。顯然，上述實(shí)施例僅僅是為清楚地說(shuō)明所作的舉例，而并非對(duì)實(shí)施方式的限定。對(duì)于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在上述說(shuō)明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動(dòng)。這里無(wú)需也無(wú)法對(duì)所有的實(shí)施方式予以窮舉。而由此所引伸出的顯而易見(jiàn)的變化或變動(dòng)仍處于本發(fā)明創(chuàng)造的保護(hù)范圍之中。當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3