高温等离子体烟气脱硫方法.pdf

高温等离子体烟气脱硫方法
    本发明涉及一种高温等离子体烟气脱硫方法，应用于燃煤电厂或使用矿物燃料的锅炉排放烟气中去除SO2。

    烟气脱硫，其方法可分为湿法、半干法和干法脱硫。目前世界各国采用的烟气脱硫技术主要有：石灰石—石膏法、简易石灰石—石膏法、海水脱硫法、磷铵复肥法、喷雾干燥法、吸着剂喷射法、电子束脱硫法等等。喷雾干燥法是将脱硫剂石灰石预先浆化后用泵送至雾化器，石灰石浆液在雾化器中被雾化成细滴并进入喷雾干燥吸收器的烟气中，边蒸发边与SO2气体反应，生成干态的反应物，此种方法亦称为半干法烟气脱硫。电子束烟气脱硫是通过电子束排烟处理装置向烟气照射电子束，电子束的能量大部分被氮、氧、水蒸汽所吸收，生成富有化学反应活性的OH基、O原子、HO2基等，与SO2反应生成H2SO4，与照射前加入的NH3进行中和反应，生成(NH4)2SO4，达到固硫、脱硫的作用。上述几种虽然脱硫效率可达到75％以上，但脱硫系统装置庞大，石灰石制粉制浆装置、氧化吸收装置、物料输送装置、电子束发生装置等设备操作复杂，且占地面积大、加药量大，因而一次性投资大(约占机组投资的15～20％)，运行成本高(约为0.045元RMB/KW.h)，所以在实际应用中受到很大的限制。

    本发明的目的是提供一种投资小、运行成本低、效率高的烟气脱硫方法。

    本发明的方法是利用高温等离子体反应器将高温等离子体烟气脱硫剂在高温燃烧环境下，等离子化后，直接喷入到锅炉炉膛或炉尾部烟道内的烟气中，使之与烟气充分混合、反应，进行脱硫，其工作温度为7000～30000℃；本方法采用的高温等离子体烟气脱硫剂由金属镁、氧化镁、碳酸镁、三氧化二铁、稀土铈氧化物等成份构成，其中各成份的重量百分比分别为50～70％、10～25％、5～15％、3～7％、1～5％，上述各成份均被粉碎成140-280目大小，混合在一起。

    应用本发明方法的过程中会产生大量等离子体，同时将脱硫剂氧化、分解，生成具有很强化学反应活性的新生态脱硫剂，新生态脱硫剂中不仅含有碱性物质、氧化性物质，同时存在催化剂，使烟气中SO2在很短的时间内发生反应、转化，生成稳定的固态盐类物质，从而达到烟气脱硫的目的。经测试，本方法烟气中SO2脱除率通过调整加药量可达100％。

    本发明具有以下优点：脱硫效率高、运行成本低廉、脱硫设备总投资少、占地面积小、不产生二次污染、系统结构简单、运行操作简便等，不但适用于新建电厂等大型锅炉烟气脱硫，特别适合于旧机组的改造应用。

    实施例1：

    试验机组为25MW中压机组，锅炉蒸发量140t/h，燃煤硫含量1.5％左右，烟气中SO2含量在1200～1400mg/Nm3范围内。烟气流量Q＝2200～3000Nm3/h，烟气流速v＝7～13m/s，烟气温度T＝70～90℃。将60公斤金属镁、20公斤氧化镁、12公斤碳酸镁、5公斤三氧化二铁、3公斤稀土铈氧化物粉碎成140-280目大小，混合均匀即制成100公斤高温等离子体烟气脱硫剂。利用高温等离子反应器将脱硫剂等离子化后，直接喷入到炉尾部烟道内的烟气中，同时监测烟气温度、流速和含量。以测试脱硫剂的加药量为3g/min时，脱硫效率可以达到50％；脱硫剂地加药量为6g/min时，脱硫效率可以达到80％；脱硫剂的加药量为8g/min时，脱硫效率可以达到100％，并且能够持续稳定。

    实施例2：

    试验机组为25MW中压机组，锅炉蒸发量140t/h，燃煤硫含量1.5％左右，试验期间锅炉燃煤量为18t/h，烟气中SO2含量在1200～1400mg/Nm3范围内。将实施例1中所配制的脱硫剂通过高温等离子反应器等离子化后，喷入锅炉炉膛内，加药量为22Kg/h，连续检测除尘器出口SO2含量，平均脱硫效率在95％以上。