龍慎偉，籍文武

（山東豐源通達(dá)電力有限公司，山東 棗莊 277300）

鈣基復(fù)合催化法對(duì)石灰石固硫影響的試驗(yàn)

龍慎偉，籍文武

（山東豐源通達(dá)電力有限公司，山東 棗莊 277300）

利用石灰石作為脫硫劑脫硫存在的最主要問(wèn)題是脫硫劑的有效利用率低，為了解決這個(gè)問(wèn)題通過(guò)改變脫硫劑的組分，使參與脫硫的原料不局限于CaCO3，通過(guò)CaCl2、Ca(OH)2等鈣基原料及鈉鹽提高了CaCO3的分解產(chǎn)物CaO的活性，縮短CaCO3的分解時(shí)間，從而使石灰石脫硫劑的有效利用率大幅提高。

鈣基復(fù)合催化；石灰石；脫硫

解決燃煤過(guò)程中釋放的SO2所引起的大氣污染和酸雨污染近幾年來(lái)一直是世界各國(guó)科研人員的研究熱點(diǎn)。目前典型的循環(huán)流化床鍋爐主要脫硫工藝仍然是爐內(nèi)噴鈣，石灰石粉是主要脫硫劑原料，但是在石灰石固硫過(guò)程中吸收劑的利用率較低。想要達(dá)標(biāo)排放必須提高Ca/S，加大脫硫劑用量，這種方法在以煤矸石或高硫煤為燃料時(shí)，不但增加成本，而且會(huì)造成嚴(yán)重的熱能損失。因此，改善石灰石的脫硫性能，增強(qiáng)其脫硫活性，提高利用率一直受到研究人員的關(guān)注。

1 試驗(yàn)

1.1 試驗(yàn)工藝

傳統(tǒng)的爐內(nèi)噴鈣脫硫劑主要是石灰石磨制而成的，脫硫劑有效利用率低。其原因是受到循環(huán)流化床鍋爐運(yùn)行時(shí)的客觀因素的制約，如脫硫劑的粒度、接觸面積及反應(yīng)時(shí)間等。

爐內(nèi)噴鈣干法煙氣脫硫本質(zhì)上屬于酸性氣體與多孔堿性氧化物固體之間的反應(yīng)。SO2氣體擴(kuò)散到脫硫劑(CaO)顆粒表面和內(nèi)部進(jìn)行反應(yīng)，生成的固體產(chǎn)物覆蓋在脫硫劑顆粒和孔隙表面，由外及里形成產(chǎn)物層。此后，SO2氣體必須通過(guò)產(chǎn)物層才能與脫硫劑繼續(xù)反應(yīng)，也有研究認(rèn)為是固體反應(yīng)物離子從產(chǎn)物層內(nèi)部遷移出來(lái)與SO2反應(yīng)。無(wú)論如何，產(chǎn)物層的形成阻礙了反應(yīng)的繼續(xù)進(jìn)行。

將廢鹽酸、工業(yè)鹽(主要成分為NaCl)和石灰石按比例加入耐酸反應(yīng)池反應(yīng)，然后與石灰石、鐵紅(主要成分為Fe2O3)、石灰按比例加入混合攪拌設(shè)備，攪拌均勻后提入磨前原料倉(cāng)。由雷蒙磨制成80目的鈣基復(fù)合脫硫劑粉，提入成品倉(cāng)，應(yīng)用于火電廠等工業(yè)用戶脫硫。

1.2 試驗(yàn)結(jié)果分析

通過(guò)試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，采用鈣基復(fù)合及催化技術(shù)制成的脫硫劑具有以下特點(diǎn)：

(1) 在鈣基脫硫劑中加入助劑NaCl提高了CaO的空隙率，使其變得膨松、有利于SO2擴(kuò)散到CaO內(nèi)部；NaCl中的鈉離子能阻止固硫生成物CaSO4的高溫段分解，使CaSO4表面覆蓋一層極薄的復(fù)合鹽化物，從而提高了固硫率。

(2) 在鈣基脫硫劑中加入微量催化劑Fe2O3，對(duì)脫硫反應(yīng)起到一定的催化作用。

(3) CaCO3、CaCl2、Ca(OH)2分散到不同反應(yīng)溫區(qū)，脫硫劑轉(zhuǎn)化成CaO的效率大幅提高，降低了生成CaO的時(shí)間，進(jìn)而提高了爐內(nèi)CaO參加固硫反應(yīng)的時(shí)間。

將制成的鈣基復(fù)合脫硫劑與常規(guī)石灰石脫硫劑等量產(chǎn)品加熱到700℃20min，在蘭州大學(xué)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行電子顯微鏡觀察(見(jiàn)圖1、圖2)。

由圖1、圖2可見(jiàn)，常規(guī)石灰石脫硫劑顆粒幾乎沒(méi)發(fā)生什么變化，鈣基復(fù)合催化后的石灰石脫硫劑顆粒變化明顯，大部分已熱解成多孔棉絮狀，說(shuō)明通過(guò)復(fù)合催化后的脫硫劑在700℃左右已經(jīng)開(kāi)始發(fā)生反應(yīng)能夠起到固硫作用，反應(yīng)迅速且吸收熱量少。由于多孔使其變得膨松，有利于SO2擴(kuò)散到CaO內(nèi)部，增加了接觸反應(yīng)面積，從而提高了固硫率。

1.3 循環(huán)流化床鍋爐實(shí)際運(yùn)行試驗(yàn)

通過(guò)對(duì)常規(guī)脫硫劑石灰石粉和鈣基復(fù)合催化后的石灰石粉在同等條件下進(jìn)行脫硫?qū)Ρ仍囼?yàn)，鈣基復(fù)合催化后的石灰石脫硫劑利用率提高了30%以上(見(jiàn)圖3)。

2 結(jié)論

科研人員對(duì)各種添加劑對(duì)石灰石固硫效率的影響進(jìn)行了大量試驗(yàn)研究，但多數(shù)是在實(shí)驗(yàn)室完成。真正將研究結(jié)果進(jìn)行商業(yè)應(yīng)用及產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)目前國(guó)內(nèi)很少。本試驗(yàn)研究結(jié)果表明：鈣基復(fù)合催化法生產(chǎn)的產(chǎn)品滿足市場(chǎng)要求，能夠進(jìn)行工業(yè)應(yīng)用推廣。

圖3 Ca/S摩爾比與脫硫劑利用率的關(guān)系

[1]鄭英.幾種添加劑對(duì)石灰石固硫影響的研究[J].煤炭轉(zhuǎn)化,2003,26(2):68-71.

[2]張力,屈紫懿,唐強(qiáng),等.3種添加劑對(duì)石灰石固硫效率的影響[J].重慶大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2007,30(8):26-29.

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X701.3;P578.61

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