一种燃煤锅炉烟气和灰渣的综合利用方法技术

本发明专利技术是一种燃煤锅炉烟气和灰渣的综合利用方法，其特点是采用烟气综合利用的硫循环方法，制得的硫酸和磷酸进而制得硫肥和磷肥，通过使灰渣玻璃化、功能化，将粉煤灰转化为富含硒、锗元素的抗癌玻璃肥以及功能型玻璃肥、岩棉纤维及其保温板、人造木材、轻体节能墙板等制品，同时将硫肥、磷肥、抗癌玻璃肥、功能型玻璃肥以及氮肥、钾肥、硼肥复合得到抗癌保健功能型复混肥。本发明专利技术的方法在实现锅炉无灰废渣的排放的同时实现无污染气体的排放，具有重要的社会意义和经济意义。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】一种燃煤锅炉烟气和灰渣的综合利用方法本专利技术属于废气和固体废物和处理方法，具体地说，是一种燃煤锅炉烟气和灰渣的综合利用方法。目前全球每年烧煤约50多亿吨，绝大部分是发电锅炉燃用，排向大气大量粉尘、笑气(N2O)、二价以上氮氧化物(以下简称NOx)、SO2、CO2，使空气混浊、地球大气臭氧层被破坏，空气酸化，温室效应：排向地面大量灰渣形成堆放占地、污染地下水。仅中国每年被发电锅炉排放的1.5亿吨粉煤灰堆放占地就达15万亩。人类在治理锅炉烧煤和磷肥污染上走了不少弯路，二战以后，联邦德国采用液态排渣锅炉以石灰石作助溶剂的灰渣液态化使煤灰渣转化为具有水泥活性材料，至1970年该国灰渣利用率达60％居世界之首，但就在此时人类也发现大气受到了氮氧化物、二氧化硫严重污染，而液态排渣锅炉恰恰就是氮氧化物排放量最大的锅炉。1979年日内瓦《防止远距离跨国界空气污染国际协议)签约后，各国纷纷立法限定NOx、SO2排放，使得液态锅炉必须采用烟气脱硝(NOx)、脱硫(SO2)净化技术，使烟气对大气的污染合乎法律规定。但该技术发生的费用却使发电利润下降约30％至50％，即使成本较低的SNOX烟气净化方法，每Kwh发电利润也要下降0.97芬尼，(欧洲经济委员会《氮气化物排放控制技术经验总结》，电力部，1994年出版，1页、14页、187页)，由于液态排渣锅炉仅仅是灰渣液态化，只是使灰渣具有低等使用价值不能创造利润抵消烟气脱硝、脱硫费用，于是人类便开始转向采用循环流化床锅炉，该炉虽然NOx、SO2排放低，但灰渣却无利用价值，人类在锅炉灰渣利用上走了100多年又走回原来的起点，1980年南极臭气层出现空洞后，对破坏臭氧层的三种气体氯氟烃、沙龙、笑气N2O受到了注意，同时制定出取消氯氟烃、沙龙的计划，1991年后欧洲经济委员会环保局又发现被推广的“环保”型循环流化床锅炉正是笑气排放最严重的锅炉，而人类迄今为止尚没有专利技术消除笑气的技术，由于循环流化床锅炉全面推广后排放的笑气有可能数倍于现有的沙龙、氯氟烃，故人类在防治动力锅炉污染上陷入困境。再加上锅炉排放CO2使地球产生温室效应，致使烧煤锅炉几乎被定性为不可持续发展技术。本专利技术的目的是克服已有技术的缺点，提出一种低消耗、低能耗、低成本、基本无污染的燃煤锅炉的烟气和灰渣的综合利用技术。本专利技术的主要技术方案：利用烟气综合利用硫循环方法，制得的硫酸和磷酸进一步制得硫肥和磷肥；利用灰渣玻璃化、功能化的方法，将粉煤灰转化富含硒锗元素的抗癌玻璃肥以及功能型玻璃肥、岩棉纤维；将上述-->硫肥、磷肥、抗癌玻璃肥、功能型玻璃肥以及外购的氮、钾、硼肥复合成抗癌保健功能型复混肥；将岩棉纤维制成岩棉保温板、装饰板、有机胶制人造木材及制品、无机胶制人造木材板、增强石膏板及将上述板材为面板、保温板为芯板进而制得的轻体节能墙板或屋面板。本专利技术的烟气和灰渣的综合利用方法包括以下步骤：(1)煤和灰渣玻璃化、功能化添加剂同时加入液态排渣锅炉中燃烧，生成可制岩棉纤维和功能型玻璃肥无规则网络体熔融玻璃料浆和含SO2、NOx、F、CO2、富含硒锗元素的粉煤灰的烟气；(2)将步骤(1)富含硒锗元素的粉煤灰的烟气冷却至190±5℃后送入SNOX烟气净化方法的袋式除尘器，使99.95％以上的富含硒锗元素的粉煤灰与烟气分离，除尘后的烟气中含尘量小于5mg/Nm3；(3)由步骤(2)得到的富含硒、锗元素的粉煤灰进入贮仓，进一步制得抗癌玻璃肥或用作制取硒锗元素的工业原料；(4)由步骤(2)得到的含较高浓度的SO2、NOx烟气经换热器升温到SNOX方法规定的温度后进入装有催化剂的脱硝器装置，并同时向其中加入理论量的1-1.1倍的氨；(5)将步骤(4)脱硝后的烟气进入装有催化剂的脱硫器，使SO2转化成SO3，含SO3的烟气经步骤(4)所述换热器后进入低温空气预热器，降温至露点以下，使SO3与水汽反应生成硫酸，另外烟气中碘蒸汽与硫酸反应生成碘化物，并随同硫酸一起进入硫酸贮罐，即得到富碘硫酸，部分硫酸进一步制得硫肥；(6)步骤(5)脱硫后的烟气先经DESONOX方法的电除酸雾器进一步除酸后再进入DESONOX脱氟器，除去氟化物的烟气排入大气，电除酸雾器分离出的酸液进入步骤(5)的硫酸贮罐。(7)步骤(5)得到的硫酸与磷矿粉在半水或二水一半水流程的湿法磷酸装置中反应生成磷酸和磷石膏，磷酸进一步制取磷肥，磷石膏经中和、干燥处理后返回步骤(1)液态排渣锅炉用作添加剂；(8)步骤(1)得到的部分功能化玻璃料浆直接水淬成玻璃体经干燥、研磨制得功能型玻璃肥；(9)步骤(1)得到的部分(玻璃化或玻璃化、功能化)玻璃料浆进入岩棉装置制得岩棉纤维所构成的含胶或无胶棉胎。不能制取岩棉的玻璃料浆水淬成玻璃体返回步骤(8)制取功能型玻璃肥料。(10)将步骤(3)制得的抗癌玻璃肥、步骤(5)制得的硫肥、步骤(7)制得的磷肥、步骤(8)制得的功能型玻璃肥、步骤(9)制得功能玻璃肥以及外购的氮肥、钾肥、硼肥混合制得抗癌保健功能型复混肥。(11)将步骤(9)制得含胶岩棉胎在固化炉中制成保温板、装饰板或有机胶制人造木材板或制品，将无胶棉胎进一步制得增强石膏板或无机胶制人造木材板、将有机胶制得装饰板、有机或无机胶制人造木材板、增强石膏板作面板或外购金属板作外侧防水面板制得轻体、节能、阻燃墙板或屋面-->板。步骤(1)至步骤(7)过程为“锅炉烟气的综合利用方法”(以下简称\硫循环方法\)已申报专利，专利申请号为99127191.2。2.磷石膏、蛇纹石或镁橄榄石、石灰石、石英砂或硅石、白云石或菱镁石、菱锰矿或硫锰矿、闪锌矿或硫锌矿、硫铜矿、钼精矿、铬矿石、锡矿石、镍矿石、钒矿石、富含硒的煤炭或矿石、富含锗的煤炭或矿石或相关的冶金矿渣、尾矿，它们的加入量应满足玻璃化、功能化、燃烧安全条件，而且得到的玻璃料浆同时可用作制取岩棉和功能型玻璃肥富硒锗粉煤灰的原料，具体的技术条件如下：(1)玻璃化条件：A．AL2O3≤25％；B.Fe2O3《12％；C.CaO 20～40％；D.MgO3.5～20％；E.CaO+MgO≥35％；F.SiO2,35～50％：G．1500℃粘度n≤15泊；H.no/nsi≤4.5，式中no、nsi分别为玻璃料浆中氧原子、硅原子数；I3≤no/(nsi+1/2nAl+np)≤4，式中nAl、np分别为玻璃料浆中铝、磷原子数。(2)功能化条件：A．CaO≈FGCaOHaGPLHF]]>B．MgO≈FGMgOHaGPLHF]]>C.imOn≥FGimOnHaGPLHF]]>(imOn=SiO2、MnO、ZnO、CuO、MoO3、CoO、Cr2O3、SnO2、NiO、V2O3)D：GSeO2SG=FGSeO2Ha]]>F：GSGGeO=FGHaGeO式中：imOn--玻璃料浆中二氧化硅、氧化锰、氧化锌、氧化铜、三氧化钼、氧化钴、三氧化二铬、二氧化锡、氧化镍、五氧化二钒浓度(％)；F-每吨煤供肥面积(Ha/吨煤)F=GP2O5Ha·KP2O5X1]]>式中为农田试验确定的每公顷应施磷肥以(P2O5计)量(Kg/Ha)；为硫循环所采用湿法磷酸装置每产出1Kg P2O5所排出磷石膏添加剂量(Kg\本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种锅炉烟气及灰渣综合利用方法，其特征在于具体过程包括以下步骤： （１）煤和灰渣玻璃化、功能化添加剂同时加入液态排渣锅炉中燃烧，生成可制岩棉纤维和功能型玻璃肥无规则网络体熔融玻璃料浆和含ＳＯ↓［２］、ＮＯ↓［ｘ］、Ｆ、ＣＯ↓［２］、富含硒锗元素的粉煤灰的烟气； （２）将步骤（１）富含硒锗元素的粉煤灰的烟气冷却至１９０±５℃后送入ＳＮＯ↓［ｘ］烟气净化方法的袋式除尘器，使９９．９５％以上的富含硒锗元素的粉煤灰与烟气分离，除尘后的烟气中含尘量小于５ｍｇ／Ｎｍ↑［３］； （３）由步骤（２）得到的富含硒、锗元素的粉煤灰进入贮仓，进一步制得抗癌玻璃肥或用作制取硒锗元素的工业原料； （４）由步骤（２）得到的含较高浓度的ＳＯ↓［２］、ＮＯ↓［ｘ］烟气经换热器升温到ＳＮＯＸ方法规定的温度后进入装有催化剂的脱硝器装置，并同时向其中加入理论量的１－１．１倍的氨； （５）将步骤（４）脱硝后的烟气进入装有催化剂的脱硫器，使ＳＯ↓［２］转化成ＳＯ↓［３］，含ＳＯ↓［３］的烟气经步骤（４）所述换热器后进入低温空气预热器，降温至露点以下，使ＳＯ↓［３］与水蒸汽反应生成硫酸，另外烟气中碘蒸汽与硫酸反应生成碘化物，并随同硫酸一起进入硫酸贮罐，即得到富碘硫酸，部分硫酸进一步制得硫肥； （６）步骤（５）脱硫后的烟气先经ＤＥＳＯＮＯＸ方法的电除酸雾器进一步除酸后再进入ＤＥＳＯＮＯＸ脱氟器，除去氟化物的烟气排入大气，电除酸雾器分离出的酸液进入步骤（５）的硫酸贮罐。 （７）步骤（５）得到的硫酸与磷矿粉在半水或二水一半水流程的湿法磷酸装置中反应生成磷酸和磷石膏，磷酸进一步制取磷肥，磷石膏经中和、干燥处理后返回步骤（１）液态排渣锅炉用作添加剂； （８）步骤（１）得到的部分功能化玻璃料浆直接水淬成玻璃体经干燥、研磨制得功能型玻璃肥； （９）步骤（１）得到的部分（玻璃化或玻璃化、功能化）玻璃料浆进入岩棉装置制得岩棉纤维所构成的含胶或无胶棉胎。不能制取岩棉的玻璃料浆水淬成玻璃体返回步骤（８）制取功能型玻璃肥料。 （１０）将步骤（３）制得的抗癌玻璃肥、步骤（５）制得的硫肥、步骤（７）制得的磷肥、步骤（８）制得的功能型玻璃肥、步骤（９）制得功能玻璃肥以及外购的氮肥、钾肥、硼肥混合制得抗癌保健功能型复混肥。 （１１）将步骤（９）制得含胶岩棉胎在固化炉中制成保温板、装饰板或有机胶制人造木材板或制品，将无胶棉胎进一步制得增强石膏板或无机胶制人造木材板，...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种锅炉烟气及灰渣综合利用方法，其特征在于具体过程包括以下步骤：(1)煤和灰渣玻璃化、功能化添加剂同时加入液态排渣锅炉中燃烧，生成可制岩棉纤维和功能型玻璃肥无规则网络体熔融玻璃料浆和含SO2、NOx、F、CO2、富含硒锗元素的粉煤灰的烟气；(2)将步骤(1)富含硒锗元素的粉煤灰的烟气冷却至190±5℃后送入SNOx烟气净化方法的袋式除尘器，使99.95％以上的富含硒锗元素的粉煤灰与烟气分离，除尘后的烟气中含尘量小于5mg/Nm3；(3)由步骤(2)得到的富含硒、锗元素的粉煤灰进入贮仓，进一步制得抗癌玻璃肥或用作制取硒锗元素的工业原料；(4)由步骤(2)得到的含较高浓度的SO2、NOx烟气经换热器升温到SNOX方法规定的温度后进入装有催化剂的脱硝器装置，并同时向其中加入理论量的1-1.1倍的氨；(5)将步骤(4)脱硝后的烟气进入装有催化剂的脱硫器，使SO2转化成SO3，含SO3的烟气经步骤(4)所述换热器后进入低温空气预热器，降温至露点以下，使SO3与水蒸汽反应生成硫酸，另外烟气中碘蒸汽与硫酸反应生成碘化物，并随同硫酸一起进入硫酸贮罐，即得到富碘硫酸，部分硫酸进一步制得硫肥；(6)步骤(5)脱硫后的烟气先经DESONOX方法的电除酸雾器进一步除酸后再进入DESONOX脱氟器，除去氟化物的烟气排入大气，电除酸雾器分离出的酸液进入步骤(5)的硫酸贮罐。(7)步骤(5)得到的硫酸与磷矿粉在半水或二水一半水流程的湿法磷酸装置中反应生成磷酸和磷石膏，磷酸进一步制取磷肥，磷石膏经中和、干燥处理后返回步骤(1)液态排渣锅炉用作添加剂；(8)步骤(1)得到的部分功能化玻璃料浆直接水淬成玻璃体经干燥、研磨制得功能型玻璃肥；(9)步骤(1)得到的部分(玻璃化或玻璃化、功能化)玻璃料浆进入岩棉装置制得岩棉纤维所构成的含胶或无胶棉胎。不能制取岩棉的玻璃料浆水淬成玻璃体返回步骤(8)制取功能型玻璃肥料。(10)将步骤(3)制得的抗癌玻璃肥、步骤(5)制得的硫肥、步骤(7)制得的磷肥、步骤(8)制得的功能型玻璃肥、步骤(9)制得功能玻璃肥以及外购的氮肥、钾肥、硼肥混合制得抗癌保健功能型复混肥。(11)将步骤(9)制得含胶岩棉胎在固化炉中制成保温板、装饰板或有机胶制人造木材板或制品，将无胶棉胎进一步制得增强石膏板或无机胶制人造木材板，将有机胶制得装饰板、有机或无机胶制人造木材板、增强石膏板作面板或外购金属板作外侧防水面板制稳轻体、节能：阻燃墙板或屋面板。2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于步骤(1)所述的灰渣玻璃化、功能化添加剂包括磷石膏、蛇纹石或镁橄榄石、石灰石、石英砂或硅石，白云石或菱镁石、菱锰矿或硫镁矿、闪锌矿或硫锌矿、硫铜矿、钼精矿、铬矿石、锡矿石、镍矿石、钒矿石、富含硒的煤炭或矿石、富含锗的煤炭或矿石或相关的冶金矿渣、尾矿，它们的加入量应满足玻璃化、功能化、燃烧安全条件，而且得到的玻璃料浆同时可用作制取岩棉和功能型玻璃肥、富硒锗粉煤灰的原料，具体的技术条件如下：(1)玻璃化条件：A.AL2O3≤25％：B.Fe2O3≤12％；C.Ca...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵善茂，张钊，肖大壮，
申请(专利权)人：赵善茂，张钊，肖大壮，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]