如何降低煤炭的含硫量?
按照脱硫工序在煤炭利用过程中所处阶段的不同,煤碳脱硫可以分为燃烧前脱硫、燃烧中脱硫和燃烧后脱硫。
煤炭燃烧后脱硫又称烟道气脱硫(Flue Gas Desulphurization,简称FGD),是指对燃烧后产生的气体进行脱硫。按产物是否回收,烟道气脱硫可分为抛弃法和回收法;按照脱硫过程的干湿性质又可分为湿式脱硫、干式脱硫和半干式脱硫;按脱硫剂的使用情况,可分为再生法和非再生法。FGD法技术上比较成熟,属末端治理,经过小试和中试已投入工业运行。尽管脱硫率可高达90%,但工艺复杂,运转费用高,副产品难以处置。
煤炭燃烧中脱硫(固硫)是在采用低温沸腾床层燃烧(800~850℃)的过程中,向炉内加入固硫剂如CaCO3、CaO或MgO等粉末,使煤中的硫转化成硫酸盐,随炉渣排出,可脱除50%-60%的硫。其脱硫效率受到温度的限制,而且固硫剂的磨制过程中需要消耗大量的能量,燃烧后增加了锅炉的排灰量。采用该方法无法将所有的硫转化成硫酸盐,只能在一定程度上降低烟气中的硫含量,不能从根本上解决烟气的污染问题。此技术目前尚不成熟,而且存在易结渣、磨损和堵塞等难题,成本高。
煤炭燃烧前脱硫是在煤炭燃烧前就脱去煤中硫分,避免燃烧中硫的形态改变,减少烟气中硫的含量,减轻对尾部烟道的腐蚀,降低运行和维护费用。燃烧前脱硫较之另两种脱硫工艺有许多潜在的优势,而且符合“预防为主”的方针。因为众多家庭用煤、中小锅炉用煤量大,来源不一,不易控制,而在选煤厂就把硫脱除到一定范围,从源头进行控制。所以,燃烧前脱硫具有重要意义。
煤炭的燃烧前脱硫可以分为物理脱硫法、化学脱硫法和生物脱硫法等。
物理脱硫法利用煤和黄铁矿的性质(如表面性质、密度、电及磁性等)差异而使它们分离,包括重选、浮选、磁分离、油团聚等方法。该方法工艺较简单,投资少,可以脱除50%左右的黄铁矿,而对煤质中高度分散的黄铁矿作用不大,且不能脱除煤炭中的有机硫。
化学脱硫法是利用不同的化学反应,将煤炭中的硫转变为不同形态,而使它们从煤中分离出来。在众多的化学脱硫方法中,目前经济技术效果较好的,且颇具应用前景的主要是碱法脱硫和溶剂萃取脱硫工艺。新开发的温和的化学脱硫法主要有辐射法、电化学法等。化学脱硫方法虽然能脱除无机硫和一部分有机硫,但有两个致命缺点,一是大多数化学脱硫法是在高温、高压和强氧化-还原条件下进行的,并使用不同氧化剂,故设备及操作费用显著提高;二是由于在这样的反应条件下,煤的结构、煤的粘结性被破坏,热值损失大,因而使所净化煤的用途受到了限制,难于在工业上大规模应用。
煤炭的生物脱硫法是由生物湿法冶金技术发展而来的,是在极其温和的条件下(通常是温度低于100℃、常压),利用氧化-还原反应使煤中硫得以脱除的一种低能耗的脱硫方法。它不仅生产成本低,而且不会降低煤的热值,还能脱除煤中有机硫,从而引起了世界各国的广泛关注。尽管煤炭生物脱硫目前还处于试验阶段,但它在经济上很有竞争力,是一种很有前途的煤炭燃烧前脱硫方法。
国内目前对微生物煤炭脱硫研究较多的是脱除黄铁矿硫,且仅限于试验室小型试验,对大规模培养微生物研究得较少,而微生物如何及时供应也是影响煤炭脱硫的一个重要方面,对脱除有机硫的研究国内尚处于起步阶段。国外对微生物脱除煤中硫的研究,不仅进行了脱除黄铁矿硫的研究工作,在有机硫的脱除方面也取得了很大进展。
目前,常用的生物脱硫的方法有浸出法、表面氧化法和微生物絮凝法[7-9]等
煤的氧化度90以上意思是煤燃烧非常充分。
煤氧化,煤同氧相互作用的过程。除燃烧外,煤在氧化同时伴随着结构从复杂到简单的降解过程,该过程也称“氧解”。通常煤与氧的作用有风化、氧解和燃烧三种。按反应深度或者主要产品的不同,分为五个阶段。
(1)表面氧化,形成不稳定化合物碳氧络合物,易分解生成一氧化碳、二氧化碳和水等。
(2)轻度氧化,氧化结果生成可溶于碱的再生腐殖酸。
(3)中度氧化,生成可溶于水的复杂有机酸。
(4)深度氧化,通常在碱性介质中进行。
(5)完全氧化,即在高温过程中的燃烧过程,生成二氧化碳和水,并放出大量的热能。
想降低煤炭内水来提高煤炭发热量可以换一下煤种试下!也可以用变质程度较大的煤炭。
内水是由植物变成煤时所含的水分,一般来讲,煤的变质程度越大,内在水分越低。褐煤、长焰煤内在水分普通较高,贫煤、无烟煤内在水分较低。
一般说来挥发分含量VR<10%(无烟煤),是没有爆炸危险的。而VR>25%的煤粉(如烟煤等),很容易自燃,爆炸的可能性也很大。
煤粉越细越容易自燃和爆炸,粗煤粉爆炸的可能性较小。例如烟煤粒度大于0.1毫米几乎不会爆炸。因此,挥发分大的煤不能磨得过细。
煤粉浓度是影响煤粉爆炸的重要因素。实践证明,最危险得浓度在1.2-2.0kg/m3,大于或小于该浓度时爆炸的可能性都会减小。在实际运行中一般是很难避免危险浓度的。制粉设备中沉积煤粉的自燃性往往是引爆的火源。气粉混合物温度越高,危险性就越大。煤粉爆炸的实质是一个强烈的燃烧过程,是在0.01-0.15s的瞬间大量煤粉突然燃烧产生大量高温烟气因急速膨胀而形成的压力波以及高速向外传播而产生的很大的冲击力和声音。
潮湿煤粉的爆炸性较小,对于褐煤和烟煤,当煤粉水分稍大于固有水分时一般没有爆炸危险。
防止磨煤机入口积煤
磨煤机入口积煤主要是湿煤在气流冲击下沾上去的。不论制粉系统在运行中还是在停止时,都有可能将积煤引燃。如在磨煤机入口上方(给煤机下煤管)加装隔板,可使煤,粉,风得到良好混合,既可防止上部的积煤,又能缓解下部料斗斜坡的积煤。
对细粉分离器进行改进
对细粉分离器入口切向处的积粉,可通过在风道内加装导流板,增强局部扰动,提高该处的流速,增强气流对下部积粉的冲刷。同时,加装导流板后,风粉气流分布更加均匀,使分离效果得到进一步提高。
消除热风内漏
将冷风门位置从热风门前改至热风门之后,使其处于负压区,这不但可以解决因漏入热风造成的磨煤机入口温度升高,而且还可以解决运行中冷风门外漏的热污染问题。
另外,须加强设备的维护,当发现热风门关不严或关不上时,应及时联系检修人员处理,使其恢复正常运行。
加强粉仓的密封和保温
(1)对粉仓与厂房结合部位进行胶合,并定期检查,发现漏风处应及时消除,防止粉仓漏风;
(2)对粉仓外部敷设暖气管道,增强粉仓的保温效果。实践证明:该方法对消除钢板式粉仓内壁的积粉非常有效;
(3)运行中控制粉仓粉位在1.5-4.0米范围内,严格执行降粉制度;
(4) 安装粉仓负压测点,制粉系统运行中应及时调整粉仓吸潮气门的开度,使粉仓负压维持在20-30Pa。
加强煤粉细度的调整
在保证煤粉经济细度的前提下,结合实际燃煤特点,调整粗粉分离器挡板,使煤粉细度R90维持在24-28%并靠上限运行。
加强煤质分析工作
燃煤煤质报告应及时送交运行人员,以便针对燃煤特性调整磨煤机出口温度,控制风粉混合物的温度,调节合理的煤粉细度。
防爆门的改进
防爆门的开口方向应避免附近的电缆和重要设备以及可能危及人身安全的位置,否则应采取必要的保护措施,如加装挡板和使用新型防爆门等。同时运行中应加大检查力度,保证防爆门的严密性。
加强运行管理
严格按规定操作。制粉系统运行中及时调整磨煤机出口温度,发现断煤后及时处理,正确使用吸潮气管,经常查找系统的积粉点及漏粉点并予以消除,停止过程中一定要将系统内的存粉抽净。
《中国煤炭信息网》 知识堂有很多煤炭知识