1、1固（脱）硫催化剂和添加剂项目可行性分析一、固（脱）硫催化剂和添加剂概述（一）固(脱)硫催化剂及添加剂的概念固(脱)硫催化剂及添加剂是一种新型的燃煤脱硫添加剂。主要由助硫氧化催化剂和脱硫剂组成，外观为浅灰白色粉末，具有无毒、无腐蚀性等特点。该产品主要用于脱除燃料煤中的硫分，同时具有明显的助燃作用。使用该技术，煤在燃烧过程中，其所含硫与添加剂结合转化为硫酸盐进入炉渣中，当燃料煤中所含的硫量为 3时，可使尾气中的硫氧化物含量降低 47%-57，当含硫量1.5时，尾气中硫氧化物含量下降 65，从而达到保护环境的目的。（二）固(脱)硫催化剂及添加剂的构成固（脱）硫催化剂是燃煤催化剂的一种。其化学成分主
2、要是碱金属、碱土金属和过渡元素的氧化物、氢氧化物及其盐类，（C、FeCl 3、FeCl 2和 Fe2O3、K 2CO3、Na 2CO3、Ca(OH)2、CaO、Fe 2O3、NaC1、K 2MnO3等） 。物理构成主要由 60%98%的固硫剂和 2%40%固硫催化剂制成；其中固硫催化剂是包括下述重量百分比的原料制成：钒类氧化剂 2%12%、抑制剂 2%25%、至少一种镧系催化剂 5%30%、大白土（甘肃产，含 Sc、Ce、Fe、Ti、Sn、Ca离子）50% 89%。（三）固(脱)硫催化剂及添加剂的主要用途固(脱)硫催化剂及添加剂主要应用于燃煤电厂、企业锅炉、高硫煤矿、各种煤质、民用炉、手烧炉、
3、链条炉、往复锅炉、抛煤机炉、反射炉、沸腾炉、粉煤灰炉等工业锅炉。该产品是解决工业锅炉、2窑炉工况差、热效率低、劣质煤利用率低、SO 2污染严重等问题的环保产品。用于工业生产无需改变燃煤设备及条件，劣质煤或优、劣混合煤应用可达到优质煤燃烧效果，添加固硫剂在灼热时将硫迅速固定住，固硫率可达 60%80%，减少 SO2的排放量。二、固（脱）硫催化剂和添加剂技术（一）国内外技术发展现状固硫添加剂是针对治理燃煤造成的大气污染问题应用而产生的一种新型环保产品。国内外的一些科研机构和专家对此作了大量的工作，并对各自的产品性能和使用效果通过新闻媒介进行宣传，但研究者出于对产品方和生产方法的保密，关于固硫添加剂
4、生产使用的原料及加工工艺的介绍较少。在加拿大有研究者将农作物秸秆发酵提取生物油，再用生物油与氧化钙反应生物钙固硫剂，其钙的使用率接近 100%，使用中脱硫效率可达 80%，但由于成本过高，制造和使用推广困难较大。国内对固硫添加剂研究起步较晚，随着近年来大气污染的加剧，逐步为人们所重视。目前，在北京、上海、山东、大连、杭州、西安等地的一些科研单位和公司对该产品进行了大量的研究和开发，并生产出了具有一定固（脱）硫效果的产品。其中许多产品由于在燃煤中添加量小（1% 3%） ，使用时混匀困难，造成炉渣结块或局部燃烧过热而影响设备使用寿命。同时，产品制造和使用的成本较高难以推广。1999 年北京市节能和
5、资源综合利用协会在江西九江化纤厂就该厂使用北京某公司的燃煤固硫添加剂进行了现场交流会。与使用前相比炉渣含碳量降低了 32.5%，烟气中二氧化硫含量减少了 37.8%，3使用效果比较理想，但对该产品的工艺技术、生产能力和建设投资未见详细说明。（二）省内技术的研发情况1.技术发明及拥有者甘肃省对该产品的研发源于 1995 年，因燃煤带来的环境污染、燃烧不充分、煤渣结块等原因，甘肃临泽县鑫怡科技有限公司会同科研单位鑫鑫化工事务所潜心研究解决这一难题，在研制中得到了中科院有关研究员、哈尔滨师大化学系、西北大学化工系和西北工业大学的联合帮助和支持。1998 年临泽县鑫怡科技有限公司研制出了这一产品，同年
6、 10 月 20 日公司负责人李天文向国家知识产权局提出专利申请，申请名称为“固（脱）硫助燃添加剂” ，当年获得批准，专利号为 98112995.1，从 1998 年起授权 20 年。专利代理机构为中国科学院兰州专利事务所，目前该专利没有进行国际申请。2.技术的先进性及成熟性国内外都曾有过同类的产品，也有申请专利的，但配料大都不一，涉及到许多的化工产品，如硼泥、二氧化硅、氧化铁、碳酸钠、硝酸钠、氯化钠、高锰酸钾、硝酸盐、聚氧乙烯等等。有的仅仅是助燃剂，有的成本过高，有的易氧化腐蚀设备，有的燃烧速度慢，有的不能有效的减少二氧化硫排放，还有的不能有效的防止炉渣结块。经过查阅大量的同类专利产品后发现
7、由甘肃临泽县鑫怡科技有限公司研发的“固（脱）硫助燃添加剂”专利技术有其明显的技术优势。第一，该发明利用固硫剂在催化剂的作用下将燃煤中的硫固定下来而不随烟尘排放到大气中，其一般固硫率可达 60%左右,最高可以4达到 80%。第二，该发明与煤的添加比例大，可达 2.5%3%，故而可以采用机械方式与煤同时均匀地进入炉内，可避免因无法混匀而造成局部反应剧烈，造成飞温而烧坏炉排的现象。第三，该发明在催化剂中添加抑制剂，可对二氧化硫在钒类强氧化剂的作用下与氧发生强烈氧化反应时剧烈反应起抑制作用，从而可避免造成飞温，烧坏锅炉炉排的现象。第四，该发明使用镧系催化剂可使强氧化反应产生的三氧化硫迅速与固硫剂反应而
8、生产稳定的硫酸盐，减轻了二氧化硫对设备的腐蚀，可延长锅炉使用寿命；另由于使用镧系催化剂可避免强氧化反应温度过高，从而可避免炉渣结块现象。第五，该发明添加剂本生具助燃效果，在脱硫的同时还可以助燃，另还可添加助燃剂提高助燃效果。第六，该发明的原料来源广泛，成本低，在吨煤中的费用为 20 元左右。 、产品先后经过煤炭科学研究总院北京煤化工研究分院和华中科技大学煤燃烧国家重点实验室的性能评价试验。其结果均显示出该产品固硫效果好，一般固硫率能达到 60%左右，在不同的煤种中最高可达 80%；使用范围广，在工业锅炉、电站锅炉、民用型煤等燃煤中固硫技术领域有较高的推广价值；还能较好的防止锅炉烧坏及炉渣结块现
9、象。该产品还在张掖市加气混凝土厂的 4t/h 锅炉上进行连续 72 小时的测试，证明对各种煤和不同硫含量均有显著的脱硫效果，二氧化硫排放量平均较少一半以上，而且还有助燃作用，可节约原煤 10%左右。因此，可以看出该专利技术比较成熟。53.专利技术的产业化推广情况由甘肃临泽县鑫怡科技有限公司研发的“固（脱）硫助燃添加剂”取得专利技术后，在临泽经济开发区建成了年产 1 万吨固（脱）硫催化剂、4 万吨添加剂生产线，项目占地 150 亩，产品进入市场后得到了社会各方面热烈响应。甘肃省经济贸易合作厅对项目建设十分重视，并投入了一部分资金。该公司在兰州成立了办公机构，并准备在兰州高新技术开发区注册，进一步
10、编制建设年产 20 万吨催化剂、10 万吨添加剂项目。该专利技术产品已与中港印能源集团公司（中港印能源集团公司于 2005年 9 月 8 日在开曼群岛注册成立，总部位于香港。该公司应用配煤工艺生产符合环保规格的煤炭，在上海、武汉、太原、大同、秦皇岛、台北、雅加达和加里曼丹设有办事处；在北京、香港、连云港、宜都、湛江、日照、襄樊等地设有集团独资的子公司。）签订了“战略合作协议” 。中港印集团公司 2008 年 10 月在江苏连云港市投产建设了第一条生产线。2009 年在建 4 条生产线，完成可研的 17 条生产线。总规模 25 条生产线，每条生产线规模为年配煤1000 万吨，每条生产线催化剂年用
11、量为 2-2.5 万吨。仅中港印集团的配煤项目全部建成后，年用量在 50 万吨以上。（三）工艺技术1.工艺技术的成熟程度和先进程度该工艺技术从选料、计量、磨粉到混合具有缜密的操作流程，为保证混合反应均匀，对入厂时粒度较大的块状物料，采用锤式破碎机配合雷蒙磨加工成合格细粉。中间物料采用连续连续振动磨机磨碎。为保证配料精确，计量采用电子城，并采用计算机集中控制。物料的混合采用专用设备，采用设备技术单位提供的参数，对物料6充分混合，以确保无死角。其工艺在现阶段也是比较成熟先进的。该专利产品先后经过煤炭科学研究总院北京煤化工研究分院和华中科技大学煤燃烧国家重点实验室的性能评价试验，还在张掖市加气混凝土
12、厂的 4t/h 锅炉上进行连续 72 小时的测试，固硫效果好，能有效的降低二氧化硫的排放量，从另一方面说明了工艺技术的成熟可靠性。比较其他脱硫技术，其固硫率高，设备投资相对低、操作简单、占用空间小；有效降低二氧化硫排放量；防止锅炉烧坏和炉渣结块。是现阶段三种脱硫技术中较先进的一种。2.工艺流程注：由于涉及商业机密，无法获得具体原料名称，故用字母代替。7A 组分 H 组分 C 组分 破碎磨粉计量 计量 计量混合反应磨粉辅料 F 辅料 D计量计量 混合反应 计量B 组分 磨粉 辅料 G磨粉 混合 计量计量、包装3.主要工艺设备8锤式破碎机雷蒙磨斗式提升机全自动混合反应器连续振动磨机双螺旋混合机螺旋
13、输送机电子称自动包装称、自动包装机反吹式布袋除尘器（四）产品原辅材料燃煤催化剂一般选择最廉价的原料废弃物。常用的废气物有:第一，煤灰。煤灰是煤中灰分在燃烧过程形成的剩余物。煤中的灰分是内在的催化剂。灰分过多不利于燃烧，过少也很难着火。第二，造纸黑液。造纸厂排放的碱性黑液含有大量K2CO3，Na 2CO3，KOH，NaOH 和 Ca(OH)2等，它是效果较好的燃煤催化剂。将干燥的造纸黑液适量加入煤中，可使煤的着火温度降低3050，促使煤完全燃尽。另外，它还有脱硫作用，脱硫率可达到 35%58%，这对环境保护是有利的。第三，碱厂废液。碱厂废液中含有大量 CaCO3和少量 CaCl2，适当加入这种废
14、液有利于煤着火燃烧，同时也具有脱硫作用，脱硫率可达到 44%以上。第四，铁矿石粉。铁矿开采过程中产生的铁矿石粉，其中富含 Fe2O3，是较好的燃煤催化剂原料。有的铁矿石山不具备开采价值，经多年的风化，山坡多积存大量的铁矿石粉末，可以收集使用。第五，草木灰。草9木灰中含有 KOH，冲水过滤后可以得到溶液，晒干后便可从溶液中提取用作燃煤催化剂的粗品 KOH。第六，石灰。生石灰和熟石灰均可作为燃煤催化剂原料，其中要特别强调的是 Ca2+明显具有脱硫的作用。除上述几种之外，其他可用作燃煤催化剂的废弃物还有很多，例如废弃的白泥、炼铁炉炉渣、电石废渣以及某些化工厂的废液等等。甘肃临泽县鑫怡科技有限公司研制
15、的固（脱）硫催化剂主要原料为两种非金属矿，四种化学添加剂和石灰，两种辅料为工业级化学品。由于涉及商业机密，无法获得详细的主要原辅料及使用比例。但据该专利发明公司介绍，其中一种主要原料为甘肃特有的凹凸棒石资源，公司在临泽有一凹凸棒石矿，储量约 5.5 亿吨。其他生产用原辅料大部分可以从当地或省内购买，少量由外省购买。武威市暂时查阅不到有关凹凸棒石储量的资料。三、市场情况及预测甘肃临泽县鑫怡科技有限公司研制的固（脱）硫催化剂可以加工成添加剂，而添加剂主要是加在燃煤中，一般添加量占燃煤重量的 2.5%3%。甘肃省年消耗煤约 6500 万吨，如果其中 20%加入固（脱）硫添加剂，按添加量 2.5%计算
16、，年需要 32.5 万吨。凉州区武南煤炭集散中心的建设将为此产品带来很好的市场前景，按初期规模 3000 万吨计算，每吨煤添加量按 2.5%计算，年需求固（脱）硫催化剂量为 75 万吨。中期规模按 1 亿吨计算，固（脱）硫添加剂需求量为 250 万吨。固（脱）硫催化剂还可以供应省内外各地有关企业，由他们进一步加工成固（脱）硫添加剂，12 万 t/a 催化剂可以加工成 120 万 t/a 固（脱）硫添加剂，以满足各地的需求。因为10固（脱）硫添加剂价格较低，不易长途运输，运输半径不超过 300公里为宜，否则运费较多；而催化剂的价格高出添加剂 5 倍以上，可以在国内各地销售。同国内现有的同类产品相
17、比，平均价格低75%80%左右，价格上有较大的竞争力。四、分析结果1、临泽县鑫怡化工有限责任公司年产 20 万吨固（脱）硫催化剂 10万吨添加项目是一个科技环保型项目，虽其科技含量并不是太高，但其推广价值较高（可显著减少燃煤二氧化硫对大气的污染，同时具有明显的助燃作用） 。2、由甘肃临泽县鑫怡科技有限公司研发的该专利技术，工艺简单（只是对原辅料的选料、计量、磨粉到混合） ，技术成熟可靠（催化剂可以加工成添加剂，而添加剂主要是加在燃煤中，一般添加量占燃煤重量的 2.5%3%。已在临泽经济开发区建成了年产 1 万吨固（脱）硫催化剂、4 万吨添加剂生产线，项目占地 150亩，产品进入市场后得到了社会
18、各方面热烈响应） ，在国内仍处于领先地位。3、项目的原辅料来源广泛（主要原料为煤灰、造纸黑液、碱厂废液、铁矿石粉、草木灰、石灰等废弃物。临泽项目的主要原料为两种非金属矿，四种化学添加剂和石灰，两种辅料为工业级化学品。由于涉及商业机密，无法获得详细的主要原辅料及使用比例。但据该专利发明公司介绍，其中一种主要原料为甘肃特有的凹凸棒石资源，公司在临泽有一凹凸棒石矿，储量约 5.5 亿吨。其他生产用原辅料大部分可以从当地或省内购买，少量由外省购买。武威市暂时查阅不到有关凹凸棒石储量的资料） 。4、产品应用广泛，市场需求量大（主要应用于燃煤电厂、企业锅炉、高硫煤矿、各种煤质、民用炉、手烧炉、链条炉、往复锅炉、抛煤机炉、反射炉、沸腾炉、粉煤灰炉等工业锅炉。甘肃省年消耗煤约 6500 万吨，如果其中 20%加入固（脱）硫添加剂，按添加量 2.5%计算，年需要 32.5 万吨。凉州区武南煤炭集散中心的建设将为此
