申请日2012.07.19
公开(公告)日2012.11.21
IPC分类号C02F11/12; C10L5/46; C02F11/00
摘要
本发明公开一种造纸厂污泥和白泥进行煤泥流化床锅炉脱硫的方法，将造纸污泥与造纸白泥混合，控制污泥与白泥混合物中含水量百分比为45%～55%;污泥浆与白泥浆的质量比在1:2～3左右，将煤泥加水搅拌混合，控制煤泥浆中水的百分比为25%～33%;利用输煤泥机将白泥与混有污泥的煤泥混合，混合比例按照白泥中的钙离子含量和煤泥中硫的含量来配比，钙硫摩尔比为1.4～2.4:1;本发明将造纸污泥和造纸白泥混合对流化床锅炉进行除硫，实现了以废治废的目的。
权利要求书
1.一种造纸厂污泥和白泥进行煤泥流化床锅炉脱硫的方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤1：过滤掉污泥中大块的杂质，将污泥直接进行空气加压处理，压力为1.4MPa～1.6MPa，使得污泥含水量至65%以下;再通过机械加压进行二次脱水，使污泥含水量降至55%以下;
步骤2：将造纸厂产生的白泥进行加水洗涤，去除白泥中直径大于8cm的杂质;
步骤3：将洗涤过的白泥进行预挂式过滤机脱水;
步骤4：将污泥与白泥混合，控制污泥与白泥混合物中含水量百分比为45%～55%;污泥浆与白泥浆的质量比在1:2～3左右;
步骤5：检测污泥与白泥混合物中的钙离子含量;
步骤6：将煤泥加水搅拌混合，控制煤泥浆中水的百分比为25%～33%;
步骤7：检测煤泥中硫的含量;
步骤8：利用输煤泥机将白泥与混有污泥的煤泥混合，混合比例按照白泥中的钙离子含量和煤泥中硫的含量来配比，钙硫摩尔比为1.4～2.4:1;
步骤9：通过输煤泥机将混合物送入炉膛，在流化床锅炉内燃烧，流化床的燃烧温度是850～900℃。
2.根据权利要求1所述的造纸厂污泥和白泥进行煤泥流化床锅炉脱硫的方法，其特征在于，所述步骤3中脱水的后的白泥干度≥75%，残碱≤0.7%，CaCO3≥90%。
说明书
造纸厂污泥和白泥进行煤泥流化床锅炉脱硫的方法
技术领域
本发明涉及环境保护与资源利用技术领域，具体涉及一种造纸厂污泥和白泥进行煤泥流化床锅炉脱硫的方法。
背景技术
在我国，造纸厂燃烧所排放出各种废气对环境造成很大影响，并且随着用电量的增长，废气放量会有所增加。特别是造纸厂燃烧释放出大量的二氧化硫，会造成大气环境的污染，因此必须对煤的燃烧进行脱硫处理。
随着科技的发展，流化床锅炉广泛的应用在清洁燃烧技术上，通过在流化床炉内添加石灰石粉末与煤混合燃烧脱除二氧化硫，通过控制炉膛内的温度和分级燃烧，可以实现降低二氧化氮、三氧化氮的排量。然而，大量的购置石灰石会提高生产成本，同时堆放石灰石也需要场地。
白泥是一种造纸厂的废弃物，一般造纸厂的白泥处理方式不外乎两种：一是购买堆放场地，将白泥运送到指定地点堆放，但是由于白泥中含碱量高，若缺乏合理的保护，直接堆放白泥，会造成严重的环境污染;二是增设石灰回转窑，采用石灰窑煅烧法，将白泥经过高温煅烧生产氧化钙，在对氧化钙进行循环使用，但此做法脱硫效果不佳，而且投资成本和运行成本都很高，随着环保工作日益加强，白泥治理的工作成为造纸企业迫切需要解决的一个难题。
而造纸污泥也是造纸过程中废水处理的终端产物，除了含有纤维物质以外，还含有很多化学成分，例如氧化钙，氧化镁，三氧化二铁，三氧化二铝等。污泥中含有的重金属及各类细菌等危害人体健康的成分，必须妥善处理，现存的出力污泥的方法主要是掩埋法。
因此，妥善的处理白泥和造纸污泥成为造纸厂的一大难题，许多造纸厂想到了废物利用的办法，将造纸废弃物用来除去锅炉燃烧中的二氧化硫或二氧化氮。我们检索到一下公开文献，但都相应的存在一定的缺陷：
1. 专利文献 CN200510200279.9公开一种利用造纸白泥脱除烟气中二氧化硫的工艺，其特征在于按下列步骤进行：将白泥和来自澄清池内的循环水加入到调浆池中，搅拌后的浆液进入浆液池，由加压泵泵入脱硫塔内与烟气接触，反应后的溶液由脱硫塔底部流出，进入沉淀池内，去除沉淀后的循环水进入澄清池内参与循环使用。该发明简单的讲述的了白泥如何除硫的简单方法，但是由于步骤简单，因此除硫效果不佳。
2. 专利文献 CN200810062830.1 公开一种白泥脱除烟气中二氧化硫的方法，采用白泥浆液做脱硫液，对烟气中的二氧化硫进行两段式吸收脱硫，之后除雾，排放;在低位收集第一阶段吸收后的脱硫液，储存后循环利用，形成低位循环，在高位收集第二阶段吸收后的脱硫液，储存后循环利用，形成高位循环;高位循环储存的脱硫液溢流至低位循环，低位循环产生的脱硫石膏泵出旋流分离，顶流稀石膏浆液回流至高位循环，底流稠石膏浆液排渣处理。该发明还公开了实现此方法的装置;但是由于该发明必须配合特定的装置才能使用，因此该发明不能广泛的推广到现有的造纸厂中大量使用。
发明内容
本发明的目的是针对目前煤泥厂脱硫运行费用较高，脱硫效果不佳的特点，提供一种造纸厂污泥和白泥进行煤泥流化床锅炉脱硫的方法，利用造纸废弃物污泥和白泥进行流化床锅炉脱硫的，以达到废物利用，变废为宝的目的。
本发明的方案是通过这样实现的：一种造纸厂污泥和白泥进行煤泥流化床锅炉脱硫的方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤1：过滤掉污泥中大块的杂质，将污泥直接进行空气加压处理，压力为1.4MPa～1.6MPa，使得污泥含水量至65%以下;再通过机械加压进行二次脱水，使污泥含水量降至55%以下;
步骤2：将造纸厂产生的白泥进行加水洗涤，去除白泥中直径大于8cm的杂质;
步骤3：将洗涤过的白泥进行预挂式过滤机脱水;
步骤4：将污泥与白泥混合，控制污泥与白泥混合物中含水量百分比为45%～55%;污泥浆与白泥浆的质量比在1:2～3左右;
步骤5：检测污泥与白泥混合物中的钙离子含量;
步骤6：将煤泥加水搅拌混合，控制煤泥浆中水的百分比为25%～33%;
步骤7：检测煤泥中硫的含量;
步骤8：利用输煤泥机将白泥与混有污泥的煤泥混合，混合比例按照白泥中的钙离子含量和煤泥中硫的含量来配比，钙硫摩尔比为1.4～2.4:1;
步骤9：通过输煤泥机将混合物送入炉膛，在流化床锅炉内燃烧，流化床的燃烧温度是850～900℃。
所述步骤3中脱水的后的白泥干度≥75%，残碱≤0.7%，CaCO3≥90%。
本发明中的造纸污泥包含的主要化学成分有：CaO,MgO,Al2O3,Fe2O3和Na2O等, 其中碱性氧化物含量占成分一半以上，其空干基发热量为750大卡/kg-1000大卡/kg,含水量占70%左右，经过2次脱水，使污泥含水量在55%以下。污泥中的CaO与煤燃烧后产生的二氧化硫一同反映可以生成稳定的钙盐，而污泥中的碱性氧化物分别与煤燃烧后产生的二氧化氮，三氧化氮，二氧化氮，三氧化氮等酸性氧化物反映，可以达到除氮的目的。而污泥中的还含有短纤维可燃物质，污泥在与煤炭混合燃烧时，可以使得燃煤的活性增强。
本发明中的造纸白泥是在碱回收置换过程中产生的废品，白泥含水量占30%～40%，杂质占20%～30%，除去杂质后，白泥含水量占10%～25%，固态的白泥中含碳酸钙粉末占90%以上，碳酸钙在流化床内高温分解成氧化钙，氧化钙与二氧化硫反应可以生成钙盐，最终达到除硫的效果。而白泥中还包含少量的氢氧化钠，氢氧化钙和氧化钙等，通过煅烧后与二氧化硫反映，均可以生成稳定的硫酸盐。
污泥和白泥中的化学成分，经过与煤泥混合燃烧，可以做到对煤泥除硫除氮。白泥的颗粒非常的细小，平均在5微米以下，单纯的白泥与煤混合时，需要加入大量的水，保证白泥能够附着在煤泥表面，然而，过多的水会降低煤的燃烧率;污泥具有良好的粘性，污泥中含有氧化镁等碱性氧化剂，可以使得煤的着火点降低至80-150℃，然而由于污泥的发热量仅有750大卡/kg-1000大卡/kg,因此煤泥中混杂过多的污泥会影响燃烧，然而过少的污泥与煤泥混合达不到除硫的需求量，因此，通过污泥与白泥混合，可以弥补两者的缺点，使得污泥和白泥变废为宝，与污泥混合后的白泥会附着在煤炭的表面上。
在本发明中，污泥与白泥混合后的控制污泥与白泥混合物中含水量百分比为45%～55%;污泥浆与白泥浆的质量比在1:2～3左右;由于污泥的体积比较白泥浆大，按照污泥浆与白泥浆的质量比在1:2～3.5将污泥与白泥浆混合能够使得污泥正好将白泥包裹着。通过输煤泥机将混合物送入炉膛，在流化床锅炉内燃烧，流化床锅炉是一种新型的清洁的锅炉，锅炉内的燃烧温度保持在850～900℃时，炉内的煤炭、床料和污泥与白泥的混合物燃烧稳定，污泥与白泥的混合物燃烧后可以有效的抑制二氧化硫，三氧化硫的产生，另外，污泥中含有短纤维等可燃性物质，可以使得锅炉的燃烧率提高2%以上。
污泥和白泥的混合物在流化床锅炉与煤炭燃烧除硫的主要化学式如下：
CaCO3=CaO+CO2
CaO+SO2=CaSO3
2CaSO3+O2=2CaSO4
SO2+H2O=H2SO3
CaCO3+ H2SO3= CaSO3+ CO2+ H2O
CaSO3 + H2SO3 =Ca(HSO3)2
以下是污泥检测主要成分一览表：序号检验项目名称检测数据结果 1全水含量Mt%75.4 2空干基高位发热量MJ/kg4.2900大卡/kg3氧化钙CaO%49.3 4氧化镁MgO%11.8 5氧化钠Na2O%0.12 6三氧化二铁Fe3O3%0.7 7三氧化二铝AL2O3%3.69
本发明与现有技术相比，具有如下有益效果：
1.将造纸污泥和造纸白泥混合对流化床锅炉进行除硫，实现了以废治废的目的;
2.为造纸企业的废弃品污泥和白泥寻求了一条合适的再利用途径，节省了掩埋白泥和污泥的费用，同时替代了石灰石粉末作脱硫剂，节约了成本，实现了循环经济的目的;
3.实现了除硫的同时，使得污泥和白泥两种废物能够同时的使用，节约了除废除硫的环节;
4.该方法的脱硫率达到90%以上。
