一种脱硫剂的制备方法及系统与流程

本发明属于烟气净化领域，具体涉及一种循环流化床锅炉炉内脱硫剂的制备方法及系统。

背景技术：

1、能源短缺是当今世界各国面临的重要问题。循环流化床锅炉具有燃料适应性强，污染物控制成本低，可用来燃用大量高硫高灰低劣质煤等优点。我国政府正努力做好碳达峰、碳中和各项工作，优化产业结构和能源结构。面对日益严格的环保要求和节能改造要求，循环流化床锅炉的脱硫超低排放技术目前主要有向炉内大量喷入石灰石以及炉外脱硫设备的升级改造。炉内石灰石的大量喷入不仅对锅炉的效率造成影响，而且由于碱金属氧化物会催化nh3生成nox，炉内cao含量的增加导致脱硝效率的降低。此外，炉内喷入的石灰石与含硫气体反应后，脱硫产物以caso4为主，这导致cao颗粒表面的孔隙被堵塞，导致钙的利用率很低。进行炉外脱硫设备的升级改造的投资和运行成本很高。在超低排放的大背景下，我国大量中小型循环流化床锅炉难以负担脱硫设备升级改造和运行的费用。

技术实现思路

1、发明要解决的问题

2、现有的担载型脱硫剂制备技术为满足锅炉的气力输送系统的要求，必须在制备过程中投加干燥和破碎设备，导致能耗和成本较高。采用高水分担载型脱硫剂和在线喷浆系统制备担载型脱硫剂时，设备建设投资成本较高，中小型锅炉难以承受。因此，亟需开发一种低成本高效率的炉内脱硫技术。

3、用于解决问题的方案

4、本发明通过调控制备过程中的消化用水量和蒸汽抽取量，从而提供一种简单高效、成本低、耗水量小的脱硫剂工业化生产方法。

5、具体地，本发明通过以下方案解决本发明的技术问题。

6、[1]一种脱硫剂的制备方法，其特征在于，所述方法包括：

7、将担载体和钙基材料提供至消化装置；

8、将消化液喷入所述消化装置进行消化过程，所述消化液包含水；

9、在消化过程中从所述消化装置中抽取产生的蒸汽；

10、其中，蒸汽的抽取量为总产生量的50％以上；所述消化液的喷入量为所述担载体和所述钙基材料的总质量的20％～40％。

11、[2]根据[1]所述的方法，其特征在于，所述消化液还包含添加剂，所述添加剂为选自醇胺类物质、烷基硫酸盐和聚乙烯吡咯烷酮中的一种或多种，优选地，所述添加剂为选自乙醇胺、二乙醇胺、十二烷基硫酸钠、聚乙烯吡咯烷酮中的一种或多种，所述添加剂的加入量为所述担载体和所述钙基材料的总质量的1％以下。

12、[3]根据[1]或[2]所述的方法，其特征在于，所述担载体为氧化硅和氧化铝总含量大于50％且可耐受950℃高温的固体颗粒，其粒径为10μm～1mm；所述钙基材料中cao的含量为70％以上，其粒径为3cm以下；所述担载体和所述钙基材料的质量比为0.5:1～2:1。

13、[4]根据[1]或[2]所述的方法，其特征在于所述水的至少一部分为由抽取的所述蒸汽冷凝得到。

14、[5]根据[1]或[2]所述的方法，其特征在于，喷入的所述消化液的温度为40℃以上，所述消化装置内的温度为70℃以上，所述消化装置的平均停留时间为40～70min。

15、[6]由[1]～[5]中任一项所述的方法制备得到的脱硫剂。

16、[7]根据[6]所述的脱硫剂用作循环流化床锅炉炉内脱硫剂的用途。

17、[8]一种用于进行[1]～[5]中任一项所述的方法的系统，其特征在于，包括消化装置、喷水装置和抽湿装置；其中，所述消化装置的固体入口连接有称量与输送控制器，钙基材料储料仓和担载体储料仓分别连接在所述称量与输送控制器上；所述消化装置的液体入口通过喷水装置与水储罐相连；所述抽湿装置与位于所述消化装置尾部的蒸汽出口相连，所述抽湿装置的蒸汽出口与所述水储罐的入口相连。

18、[9]根据[8]所述的系统，其特征在于，所述喷水装置上还连接有添加剂储罐。

19、[10]根据[8]或[9]所述的系统，其特征在于，所述喷水装置配备有换热设备，所述换热设备的换热介质入口与所述抽湿装置的蒸汽出口相连，所述换热设备的换热介质出口与所述水储罐的入口相连。

20、发明的效果

21、通过利用本发明的方法和系统，能够工业化生产低成本、低水分、高效率的粉状脱硫剂，可直接用于循环流化床锅炉炉内脱硫，投资和改造费用低，降低循环流化床锅炉的脱硫运行成本和固废处理成本。

22、具体地，本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

23、1、高效性：由本发明的方法制备得到的粉状脱硫剂容易被循环流化床锅炉旋风分离器分离下来，增加脱硫剂在锅炉内的停留时间，从而提高钙利用率；

24、2、简单：用于进行本发明方法的本发明的系统中均为常规设备，并且不需外加干燥和破碎设备即可得到含水量低于10％的脱硫剂，得到的脱硫剂可以直接或与燃料掺混后由循环流化床锅炉的气力输送系统送入炉内；

25、3、成本低：本发明所用的担载体原料成本低廉，并且可以为经过筛分得到的固体废弃物，脱硫副产物以caso4为主，不影响流化床锅炉灰渣的综合利用，可以缓解固废处置的压力。

技术特征：

1.一种脱硫剂的制备方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述消化液还包含添加剂，所述添加剂为选自醇胺类物质、烷基硫酸盐和聚乙烯吡咯烷酮中的一种或多种，优选地，所述添加剂为选自乙醇胺、二乙醇胺、十二烷基硫酸钠、聚乙烯吡咯烷酮中的一种或多种，所述添加剂的加入量为所述担载体和所述钙基材料的总质量的1％以下。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述担载体为氧化硅和氧化铝总含量大于50％且可耐受950℃高温的固体颗粒，其粒径为10μm～1mm；所述钙基材料中cao的含量为70％以上，其粒径为3cm以下；所述担载体和所述钙基材料的质量比为0.5:1～2:1。

4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于所述水的至少一部分为由抽取的所述蒸汽冷凝得到。

5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，喷入的所述消化液的温度为40℃以上，所述消化装置内的温度为70℃以上，所述消化装置的平均停留时间为40～70min。

6.由权利要求1～5中任一项所述的方法制备得到的脱硫剂。

7.根据权利要求6所述的脱硫剂用作循环流化床锅炉炉内脱硫剂的用途。

8.一种用于进行权利要求1～5中任一项所述的方法的系统，其特征在于，包括消化装置、喷水装置和抽湿装置；其中，所述消化装置的固体入口连接有称量与输送控制器，钙基材料储料仓和担载体储料仓分别连接在所述称量与输送控制器上；所述消化装置的液体入口通过喷水装置与水储罐相连；所述抽湿装置与位于所述消化装置尾部的蒸汽出口相连，所述抽湿装置的蒸汽出口与所述水储罐的入口相连。

9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述喷水装置上还连接有添加剂储罐。

10.根据权利要求8或9所述的系统，其特征在于，所述喷水装置配备有换热设备，所述换热设备的换热介质入口与所述抽湿装置的蒸汽出口相连，所述换热设备的换热介质出口与所述水储罐的入口相连。

技术总结
本发明涉及一种脱硫剂的制备方法及系统，所述方法包括：将担载体和钙基材料提供至消化装置；将消化液喷入所述消化装置进行消化过程，所述消化液包含水；在消化过程中从所述消化装置中抽取产生的蒸汽；其中，蒸汽的抽取量为总产生量的50％以上；所述消化液的喷入量为所述担载体和所述钙基材料的总质量的20％～40％。本发明通过调控制备过程中的消化用水量和蒸汽抽取量，从而提供一种简单高效、成本低、耗水量小的脱硫剂工业化生产方法。

技术研发人员：樊向黎,韩钰晋,马玉川,刘云平,由长福
受保护的技术使用者：启迪义先（山西）能源环保科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12