[发明专利]一种基于粉煤灰矿物成分定向调配的燃煤过程污染物控制的应用

说明书

本发明公开了一种基于粉煤灰矿物成分定向调配的燃煤过程污染物控制的应用。采用粉煤灰重力分选技术，用溴仿分选高硫粉煤灰，重粉煤灰中钙和铁质量含量远高于原粉煤灰中钙和铁。在700℃下，重粉煤灰对砷、SO₂、NO_x、甲苯和氯苯的脱除效率分别为63.79％，71.20％，67.8％，72.8％和65.3％，远高于原粉煤灰脱除砷、SO₂、NO_x、甲苯和氯苯等污染物的效率；重粉煤灰中富集的钙和铁对污染物具有较好的吸附和催化作用，重粉煤灰通过吸附和催化双重功效协同脱除燃煤烟气中砷、SO₂、NO_x、甲苯和氯苯等污染物；此外，在含SO₂的烟气中重粉煤灰对砷的吸附能力从原粉煤灰的461μg/g提高到785μg/g。该技术不仅实现粉煤灰循环资源化利用，达到“以废治污”的目的，还解决了燃煤烟气多污染物协同控制难题。

技术领域

本发明属于烟气污染脱除技术领域，具体涉及一种基于粉煤灰矿物成分定向调配的燃煤过程污染物控制的应用。

背景技术

燃煤过程会产生大量的污染物如二氧化硫(SO₂)、氮氧化物 (NOx)、细颗粒物、重金属等，其能引起严重的环境问题。目前，我国已全面实施燃煤电厂烟气超低排放，即颗粒物排放浓度限值为10 mg/Nm³，二氧化硫(SO₂)排放浓度限值为35mg/Nm³，氮氧化物(NOx) 排放浓度限值为50mg/Nm³。细颗粒物富含多种有毒衡量元素进入呼吸系统对人体造成极大的危害，如砷是一种剧毒元素，可导致癌症、出生缺陷和神经系统损伤等严重的不良健康影响。煤中砷的含量为 6.4μg/g，在煤燃烧过程中砷容易挥发。因此，燃煤电厂被认为是砷的主要人为来源之一。据估计，2010年中国的燃煤电站向大气排放了 335吨砷。一般来说，煤中的砷主要以As₂O₃(gas)的形式蒸发，然后在煤燃烧过程中与煤中的氧或矿物质发生反应。在烟气下游，气态砷通过成核或冷凝过程富集亚微米颗粒，很容易穿透现有的空气污染控制装置逃逸到大气中。目前，砷的控制途径是：将砷从气相转化为颗粒相，从亚微米颗粒转化为粗颗粒，从有毒物质转化为无毒物质。

尽管我国目前已经具备高效除尘、脱硫、脱硝技术及设备实现燃煤电厂烟气超低排放，但一般均是污染物控制设备单独控制，各自为战。这种单一控制模式存在三个问题：1)采用单一的设备难以满足愈趋严格的污染物排放要求；2)各单一污染物控制设备之间存在相互不利的影响，可能影响整个污染物控制系统甚至锅炉的安全稳定运行；3)系统极其复杂，难以精准控制，导致烟气净化成本高、负荷大。因此，急需在现有烟气净化设备上游脱除部分污染物，从而减轻下游燃煤烟气脱硫脱硝脱重金属的负荷，实现燃煤烟气的高效经济性超低排放。

经检索，有类似的方案公开；例如：一种工业烟气除尘脱硫脱砷一体化方法(申请号：201410557222.3，申请日：2014.10.20)，其利用无机硫化物吸收SOx，同时将烟气中的尘粒捕集下来，无机硫化物同烟气中的汞、砷等有毒重金属反应生不溶性成硫化盐，然后利用络合亚铁吸收NOx，无机硫化物作为还原剂再生吸收剂，实现灰尘、SOx、 NOx、汞、砷等污染物的同步脱除，但该技术存在无机硫化物和络合亚铁消耗量较大，处理成本较高，络合亚铁再生难等问题，且净化污染物后的吸附剂是一种危险废弃物。

发明内容