[发明专利]燃煤复合固硫剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种燃煤复合固硫剂，是用于减少煤在燃烧过程中释放过量的二氧化硫有害气体而在燃煤中加入的添加物。本发明还涉及该固硫剂的制备方法。

背景技术

煤中含有的有机硫和硫化物硫称为可燃硫。可燃硫在与煤一起燃烧的过程中会生成二氧化硫(SO₂)，二氧化硫排放到大气中，会造成大气环境的污染。在燃煤中加入固硫剂，使煤燃烧过程释放出的二氧化硫通过与固硫剂发生化学反应生成稳定的固熔体物质，从而减少排放烟气中二氧化硫含量的方法，因其操作简便，实施成本低，被越来越多的采用。现行用于燃煤的固硫剂大多是单纯以石灰石(CaCO₃)或石灰(CaO)为原料的钙基固硫剂，主要利用氧化钙(CaO)吸收二氧化硫(SO₂)，生成硫酸钙(CaSO₄)，达到降低二氧化硫排放量的目的。但是CaSO₄在1000℃以上高温时，会发生分解反应释放出二次二氧化硫，并且随着温度的升高，其CaSO₄分解SO₂的反应越来越剧烈。而常用的燃煤锅炉温度一般都在1100℃以上，所以钙基固硫剂在实际使用时固硫效率不高，并且因其在反应过程中要吸收一定量的燃烧热量，还存在会降低燃煤燃烧温度的问题。

发明内容

本发明的目的在于针对现行钙基固硫剂存在的问题，提供一种可在不同燃烧温度区段以固硫剂中的不同成份分别与燃煤中的硫发生化学反应，生成稳定的固熔体物质，进而有效降低烟气中二氧化硫含量的燃煤复合固硫剂。

本发明的另一个目的是提供该燃煤复合固硫剂的制备方法。

本发明燃煤复合固硫剂是由下列组分制成的(用量为重量份)：

复式碳酸盐1-10份  碳酸钙2-12份  氧化钙1-6份  碳酸镁0.5-3份

制备本发明固硫剂的配方优选重量范围是：

复式碳酸盐2-6份  碳酸钙3-10份  氧化钙2-5份  碳酸镁1-2份

本发明固硫剂的最佳重量配比是：

复式碳酸盐4份  碳酸钙4份  氧化钙2份  碳酸镁1份

将上述各组份制成本发明固硫剂的方法是：

(1)取各原料破碎成粒度小于1mm的粉末；

(2)取各原料粉末按组分比例混合均匀，制成松散粉剂的燃煤复合固硫剂。

本固硫剂根据需要也可在粉剂固硫剂中加入水，搅拌均匀，制得固硫剂液剂，根据燃煤含水率，其粉剂固硫剂与水的比例为1∶0.7-2.0(重量比)。

本固硫剂在使用时均匀掺入煤中，对于块煤可使用液剂，均匀喷涂在煤块表面，作为燃煤添加剂，与煤一起燃烧。当煤与固硫剂一同进入燃煤炉内在850℃以下的温度段燃烧时，本固硫剂中的氧化钙(CaO)和由碳酸镁(MgCO₃)受热(540℃时)分解出来的氧化镁(MgO)吸收炉内产生的二氧化硫(SO₂)，生成硫酸钙(CaSO₄)和硫酸镁(MgSO₄)。当燃煤在炉内的燃烧温度升高至850℃以上时，本固硫剂中的碳酸钙(CaCO₃)开始分解生成氧化钙(CaO)，补充炉内消耗的氧化钙，使其有充足的氧化钙吸收二氧化硫生成硫酸钙(CaSO₄)。当燃煤在炉内的燃烧温度升至1000℃以上时，本固硫剂中的复式碳酸盐[CaMg(CO₃)₂]开始分解生成氧化镁(MgO)和氧化钙(CaO)补充消耗的氧化镁和氧化钙，使炉内有足够的氧化镁和氧化钙同时吸收二氧化硫，生成稳定相的复式硫酸盐[CaMg(SO₄)₂]。当燃煤在炉内1200℃-1300℃的温度区段燃烧时，本固硫剂中的复式碳酸盐[CaMg(CO₃)₂]迅速分解，生成大量的氧化镁(MgO)和氧化钙(CaO)，充分吸收二氧化硫(SO₂)，生成稳定相的复式硫酸盐[CaMg(SO₄)₂]。

综上所述，本固硫剂通过配方中各组分的优化组合，分别在不同燃烧温度区段充分吸收燃煤炉内产生的二氧化硫，并使生成的含硫物滞留在灰渣中，达到减少燃煤排放烟气中的二氧化硫含量，降低环境污染的目的，解决燃煤洁净使用的问题。另外，根据试验本发明固硫剂在固硫反应过程中不会降低煤的发热量，解决了因固硫剂的加入而影响燃煤的热效率问题。