[发明专利]一种高温固硫添加剂及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种高温固硫添加剂及其制备方法和应用。

背景技术

2015年我国煤炭消费总量约36.5亿t，其中动力用煤占47％，炼焦用煤占16.4％，建材用煤占13.6％，化工用煤占6.5％，散烧煤及其他用煤约占16.5％。散烧煤主要用于农民生活、农业生产、中小型锅炉采暖等领域，根据计算全国散烧煤用量约6.0亿t/a，仅华北地区散煤消耗量就达2亿t/a，从整个北方地区来看，冬季北方雾霾多发与大量燃煤污染物排放有很大的关系。由于采暖锅炉或火炉多为无组织低空排放，对环境污染大，且在散煤燃烧过程中，燃煤用量大、燃烧地点分散，且“煤改气”、“煤改电”、集中供热等方式治理散烧煤时存在成本高、效率低等缺陷，不适宜分散性燃煤污染源的治理，为了解决这一问题，采用清洁燃料替代散烧原煤被认为是当前最有效的一种污染治理方式。

我国大约80％的煤炭用于直接燃烧，高硫煤资源(St,ad＞3.0％)占了总量的43.61％，中高硫煤(St，ad＝2.0～3.0％)大约占17.4％，两者之和超过了60％，同时我国北方地区的民用散烧原煤大多是劣质烟煤，大部分均为高硫高灰煤。大量燃烧劣质高硫高灰煤已经对我国北方地区的工农业生产及大气环境造成了巨大的影响，这也是造成北方地区雾霾频发的主要原因之一。

为了解决燃煤SO₂排放量大的问题，一些单位采用将煤洗选加工后来降低燃煤的硫含量，但此法对煤中的硫分只能降低到2.5％左右。市场上现有的型煤使用的高温固硫剂，其固硫效率并不理想，在1150℃时固硫率最高只有47％左右，最终使锅炉烟气中的SO₂浓度达不到环保要求(实际测量最低值1341mg/nm³,最高值为1845mg/nm³)。

目前，对煤炭中硫的处理方法主要有三种：燃烧前脱硫技术，燃烧中脱硫(固硫)技术，燃烧后脱硫技术。第一和第三种方法因设备要求高，成本大不适用与我国较分散的小型锅炉烟尘处理，第二种方法是在煤炭燃烧过程中加入吸收剂，使其与燃煤产生的SO₂反应，生成固硫产物硫酸钙进入到灰渣中，达到固硫的效果。

关于燃煤固硫剂的专利有很多，如CN200510018904.8公开了燃煤固硫复合添加剂剂，含有CaO、BaCO₃以及Al₂O₃、KMnO₄和MnO₂中的任一种或任两种，或同时含有Al₂O₃、KMnO₄和MnO₂，具有较好的高温固硫效果；CN201110023814.3公开了一种配煤掺烧炉内脱硫高温固硫剂，含有CaO、SiO₂、Na₂CO₃、MgO、Fe₂O₃、Al₂O₃、TiO₂、K₂O、V₂O₅、SiC及木质素磺酸钠，大幅提高了脱硫效率，能把燃煤中的80％的SO₂固定下来。但是现有技术的燃煤固硫剂不适用于经过高温干馏而制备民用焦炭的固硫。经检索，提高民用焦炭高温固硫效果的添加剂未见报道。

发明内容

本发明的目的在于通过添加一种或几种适当的助剂与钙基固硫剂共同作用，制备出一种复合固硫剂，使生成耐高温的固硫物相或者形成可以包裹固硫产物硫酸钙，抑制硫酸钙分解的耐高温物相，并使耐高温物相在1200℃以上稳定存在，达到提高高温固硫效率的目的。

本发明有复合固硫剂可作为生产民用洁净焦炭的添加剂，民用洁净焦炭是通过将粉煤与固硫添加剂按照适当的配比混合，经捣固和高温干馏后得到的具有一定块度、一定冷热强度的焦炭，也称洁净焦炭。

本发明基于复合氧化物固硫机理，经过大量筛选、复配、优化与评价，形成高温固硫复合助剂。添加该复合助剂的民用焦炭，在1200℃高温下燃烧，固硫率仍可达将近70％，本发明可大幅度降低民用焦炭燃烧过程硫氧化物排放。

为了实现上述目的，本发明所采取的技术方案如下：

一种高温固硫添加剂，其重量份组成为工业酸渣5～10份、电厂炉渣15～30份、调制石灰石40～50份、方解石5～10份、煤矸石10～15份。