[发明专利]使流体脱硫的方法以及操作燃煤系统的方法

说明书

技术领域

总体而言，本公开涉及使包含硫化合物的流体脱硫的方法，更具体地讲，本公开涉及使用来自用于从煤中去除杂质的工艺的副产物氧化物使烟道气脱硫的方法。

背景技术

各种类型的煤(包括超净煤)的燃烧可能在烟道气中产生硫化合物，例如二氧化硫(SO₂)和三氧化硫(SO₃)。在许多国家，有法规严格限制硫化合物(例如SO₂和SO₃)的排放，这是因为硫化合物可能引起酸雨、能见度下降、呼吸问题、对植物的破坏以及对水的污染。

现有的烟道气脱硫装置(FGD)为湿洗涤器或干洗涤器。湿洗涤器在喷淋塔中将液体吸收剂喷在烟道气中。石灰石或熟石灰用作吸收剂。硫的氧化物与吸收剂反应以形成硫酸钙(CaSO₄)或亚硫酸钙(CaSO₃)，硫酸钙或亚硫酸钙可被氧化以形成石膏。在水泥或土壤应用中石膏则可作为有用的产品出售。在干洗涤器中，将碱性试剂(例如石灰或基于钠盐的碱性试剂)的浆料喷在塔中。

发明内容

本公开提供了一种使包含至少一种硫化合物的流体脱硫的方法。所述方法包括提供一种包含至少一种来自用于从煤中去除一种或多种杂质的工艺的副产物氧化物的氧化物组合物，以及使所述氧化物组合物与所述流体接触。所述氧化物组合物与所述至少一种硫化合物反应以形成固体沉淀物。

本公开还提供了一种操作燃煤系统的方法。所述方法包括提供包含多种杂质的煤并从煤中去除一种或多种杂质以产生至少一种副产物氧化物。所述至少一种副产物氧化物包含一种或多种杂质、一种或多种杂质与至少一种反应物的反应产物、或二者。所述方法还包括从煤中分离所述至少一种副产物氧化物，燃烧煤以产生包含至少一种硫化合物的烟道气，以及使所述至少一种副产物氧化物与所述烟道气接触。所述至少一种副产物氧化物与所述至少一种硫化合物反应以形成固体沉淀物。

本公开还提供了操作燃煤系统的另一种方法。所述方法包括提供包含多种杂质的煤，使氟化物化合物与酸反应以产生氢氟酸和副产物氧化物，使所述氢氟酸与煤接触以从煤中去除一种或多种杂质，从煤中分离所述氢氟酸，燃烧煤以产生包含至少一种硫化合物的烟道气，以及使所述副产物氧化物与所述烟道气接触。所述副产物氧化物与烟道气中的至少一种硫化合物反应以形成固体沉淀物。

由以下详述、附图和权利要求，本发明的其他方面、特征和优点将显而易见。

附图说明

图1说明根据本发明的一个实施方案用于从煤中去除杂质的工艺10，该工艺产生副产物氧化物。

图2说明根据本发明的一个实施方案使包含硫化合物的烟道气脱硫的方法60。

具体实施方式

如上所概述，本公开包括一种使流体脱硫的方法和操作燃煤系统的方法。应理解的是，任何系统例如燃气涡轮机系统(例如燃煤燃气涡轮机系统、粉煤发电厂和整体气化联合循环系统)等可使用本公开的使流体脱硫的方法和操作燃煤系统的方法的实施方案。以下描述操作燃煤系统的一个实施方案，且用图1和图2说明。图1说明在燃煤系统中，在煤燃烧之前，用于从煤12中去除一种或多种杂质的工艺10。

方法10首先提供包含多种杂质的煤12。方法10的实施方案可提供无烟煤、烟煤、次烟煤、褐煤或其组合形式的煤12。

在一些实施方案中，所述杂质包括但不限于铝、铁、钾、钙、钠以及其他金属的氧化物、矿物、无机和有机硫化合物、碱(alkalis)、灰分或其组合。本文使用的“灰分”是指在燃烧前煤中的非可燃性组分和由于煤的燃烧而得到的非可燃性副产物二者，包括熔渣和飞灰。在某些实施方案中，存在于煤12中的杂质的量可为约2％重量至约50％重量。在其他实施方案中，存在于煤12中的杂质的量可为约3％重量至约8％重量。在又一实施方案中，存在于煤12中的杂质的量可为约5％重量至约7％重量。

表1.由不同类型的煤产生的飞灰的化学组成范围的实例

(用重量百分比表示)

来源：http://www.tfhrc.gov

方法10使煤12与第一沥滤液14在第一反应器16中接触。在一个实施方案中，第一沥滤液14可包含酸作为第一反应物。在一些实施方案中，第一沥滤液14可包含但不限于氢氟酸溶液、硝酸溶液、盐酸溶液、氟硅酸溶液或其组合、或溶解氧化物的其他强酸溶液。