阅读说明：本技术 一种炉内脱硫和湿法脱硫相结合的煤脱硫方法 (Coal desulfurization method combining in-furnace desulfurization and wet desulfurization ) 是由 张勤乐 于江 周测明 于 2019-10-09 设计创作，主要内容包括：本发明的一种炉内脱硫和湿法脱硫相结合的煤脱硫方法,其特征在于：包括以下步骤：S1：在煤中混掺入石灰石粒子,并混合均匀；S2：将混掺有石灰石粒子的煤加入到锅炉中燃烧；S3：将燃烧产生的烟气再进行湿法脱硫。具有成本低,脱硫效果好,稳定可靠的优点。(The invention relates to a coal desulfurization method combining in-furnace desulfurization and wet desulfurization, which is characterized in that: the method comprises the following steps: s1: mixing limestone particles into the coal, and uniformly mixing; s2: adding the coal mixed with limestone particles into a boiler for combustion; s3: and carrying out wet desulphurization on the flue gas generated by combustion. Has the advantages of low cost, good desulphurization effect, stability and reliability.)

一种炉内脱硫和湿法脱硫相结合的煤脱硫方法

技术领域

本发明涉及电站技术领域，具体涉及脱硫工艺。

背景技术

随着工业的发展和人们生活水平的提高，对能源的渴求也不断增加，燃煤烟气中的SO2已经成为大气污染的主要原因。减少SO2污染已成为当今大气环境治理的当务之急。而脱硫，泛指燃烧前脱去燃料中的硫分以及烟道气排放前的去硫过程。是防治大气污染的重要技术措施之一。不少烟气脱硫工艺已经在工业中广泛应用，其对各类锅炉和焚烧炉尾气的治理也具有重要的现实意义。

目前脱硫方法一般可划分为燃烧前脱硫、燃烧中脱硫和燃烧后脱硫等3类。燃烧后脱硫，又称烟气脱硫(Flue gas desulfurization，简称FGD)，在FGD技术中，按脱硫剂的种类划分，可分为以下五种方法：以CaCO3(石灰石)为基础的钙法，以MgO为基础的镁法，以Na2SO3为基础的钠法，以NH3为基础的氨法，以有机碱为基础的有机碱法。世界上普遍使用的商业化技术是钙法，所占比例在90％以上。按吸收剂及脱硫产物在脱硫过程中的干湿状态又可将脱硫技术分为湿法、干法和半干(半湿)法。湿法FGD技术是用含有吸收剂的溶液或浆液在湿状态下脱硫和处理脱硫产物，该法具有脱硫反应速度快、设备简单、脱硫效率高等优点，但普遍存在腐蚀严重、运行维护费用高及易造成二次污染等问题。干法FGD技术的脱硫吸收和产物处理均在干状态下进行，该法具有无污水废酸排出、设备腐蚀程度较轻，烟气在净化过程中无明显降温、净化后烟温高、利于烟囱排气扩散、二次污染少等优点，但存在脱硫效率低，反应速度较慢、设备庞大等问题。半干法FGD技术是指脱硫剂在干燥状态下脱硫、在湿状态下再生(如水洗活性炭再生流程)，或者在湿状态下脱硫、在干状态下处理脱硫产物(如喷雾干燥法)的烟气脱硫技术。特别是在湿状态下脱硫、在干状态下处理脱硫产物的半干法，以其既有湿法脱硫反应速度快、脱硫效率高的优点，又有干法无污水废酸排出、脱硫后产物易于处理的优势而受到人们广泛的关注。

综上所述，目前现有技术中的脱硫技术均还有待完善。

因此，如何对现有脱硫工艺尤其是煤脱硫方法进行改进，使其克服上述问题，是本领域技术人员亟待解决的一个问题。

发明内容

本发明的一个目的在于提供的一种成本低，脱硫效果好，稳定可靠的炉内脱硫和湿法脱硫相结合的煤脱硫方法。

为达到以上目的，本发明采用的技术方案为：一种炉内脱硫和湿法脱硫相结合的煤脱硫方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1：在煤中混掺入石灰石粒子，并混合均匀；

S2：将混掺有石灰石粒子的煤加入到锅炉中燃烧；

S3：将燃烧产生的烟气再进行湿法脱硫。

作为优选，上述S1中，在进煤入贮煤库或干煤棚时混掺入石灰石粒子，石灰石粒子跟随煤进行转垛、上煤、破碎流程。

作为优选，上述S2中，锅炉内燃烧解决的脱硫比例为ρ，ρ＜1；上述S1中，混掺后石灰石粒子中Ca原子份数含量少于煤中S原子份数含量。

作为优选，石灰石粒子的粒径为3～4mm。石灰石粒子过大时，会影响燃烧效率，降低脱硫比例；石灰石粒子当然越细越好，但是细的石灰石粒子需要经过粉磨工艺，会增加额外工序，增加劳动强度，增加成本。而3～4mm的石灰石粒子出厂时或出厂后经过简单粉碎就能达到，同时该尺寸的石灰石粒子能达到需要的燃烧效率，满足脱硫比例要求，是保证经济效益最佳的选择。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：传统工艺是将石灰石粒子和煤分别加入到锅炉中再进行燃烧。因此需要锅炉旁添置入炉石灰石粒子仓以及计量装置，而且在石灰石粒子加入到入炉石灰石粒子仓之前还需要进行粉磨工艺。而本方法在进煤时就将石灰石粒子和煤混合，且在转垛、上煤、破碎过程中可以将两者混合均匀，而不需要额外的工序；因此本方法无需增添入炉石灰石粒子仓和计量装置，减少了系统的复杂性，提高了锅炉运行的可靠性。

经过混合燃烧后，锅炉排放烟气中SO₂已经低于排放限值(烟气中SO2限值为35mg/m³)。而后续的湿法脱硫的进行，是更进一步的精细脱硫，实现超低排放，其SO2含量约5～6mg/m³，远低于排放限值。由于混合燃烧减轻了后续湿法脱硫的工作量，湿法脱硫中的石灰石粉浆料可以进行稀释拌浆、输送，使得整体系统不易堵塞。而且能减少石膏的脱除量，减少了后续废水处理的工作量和成本。总的来说，本方法既具有经济性、可靠性，又具有节能环保的优点。

具体实施方式

以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。

本发明的一个优选实施例包括以下步骤：

步骤1：在煤中混掺入石灰石粒子，并混合均匀；混掺时机是，在进煤入贮煤库或干煤棚时混掺入石灰石粒子，石灰石粒子跟随煤进行转垛、上煤、破碎流程，以使混合趋向更加均匀。石灰石粒子的粒径为3～4mm。

步骤2：将混掺有石灰石粒子的煤加入到锅炉中燃烧。

步骤3：将燃烧产生的烟气再进行湿法脱硫。(湿法脱硫为现有技术，本实施例中不再具体描述，但这并不妨碍其成本实施例隐含的技术特征。)

石灰石粒子入炉后，脱硫过程中所涉及的化学反应至少有：

CaCO₃→CaO+CO₂………………………………………………………………(1)

CaO+SO₂+1/2O₂→CaSO₄………………………………………………………(2)

SO₂+1/2O₂→SO₃………………………………………………………………(3)

CaCO₃·MgCO₃→CaO+Mg+2CO₂……………………………………………(4)

CaO+SO₂→CaSO₃………………………………………………………………(5)

CaSO₃+1/2O₂→CaSO₄…………………………………………………………(6)

CaSO₄+CO→CaO+S0₂+CO₂……………………………………………………(7)

CaSO₄+4CO→CaS+4CO₂………………………………………………………(8)

CaO+SO₂→CaS+3/2O₂…………………………………………………………(9)

CaS+3CaSO₄→4CaO+4S0₂………………………………………………………(10)

CaS+2O₂→CaSO₄………………………………………………………………(11)

在氧化性气氛中，反应式(2)占主导地位；而在还原性气氛中，反应式(7)和(8)占主导地位。由于CFB锅炉通常控制炉内温度在850℃～900℃之间，还原性气氛不是主要的工况。因此本实施例中占主导地位的化学反应式(1)和(2)。

综上，在煤中预先加入石灰石粒子，按化学反应式(1)和(2)合式进行：

CaCO₃+SO₂+1/2O₂→CaSO₄+CO₂↑

1000t原煤中需要加入的石灰石粒子量计算：

已知CaCO₃分子量为100.09，S原子量32.065，石灰石粒径3-4mm，石灰石粒子中CaCO₃含量以90％计，效率以80％计，1000t原煤的含硫基准为S％，炉内解决脱硫比例ρ，则需加入石灰石质量

实际应用中，由于煤中S含量是波动的，石灰石粒子中CaCO₃含量也是波动的。石灰石粒子预掺煤中虽然已经混合均匀了，但是从化学反应角度看，显然存在非同步性，包括各项参数引起的波动，脱硫剂与煤中的硫也是非同步的。

因此，从节约石灰石粒子或石灰石粉的角度考虑，不应过度使用，要求ρ＜1。为了精细脱硫，后续由湿法脱硫进行。由于混合燃烧减轻了后续湿法脱硫的工作量，湿法脱硫中的石灰石粉浆料可以进行稀释拌浆、输送，使得整体系统不易堵塞。而且能减少石膏的脱除量，减少了后续废水处理的工作量和成本。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。