煤的净化技术包括哪些
煤炭的净化是一个总称,又叫煤炭处理或煤炭精选。 煤的净化技术也称为煤的燃前净化技术,其方法包括物理方法、物理化学方法、化学方法和微生物方法。
其中物理净化是根据煤和杂质的物理性质(如粒度、密度、硬度、磁性及电性等)的差异进行分选的, 主要包括重力分选和电磁选。
物理化学方法是根据煤的表面物理化学性质的差异进行的分选方法,目前主要是浮选技术。
化学净化是借助于化学反应使煤中的有用成分富集,除去杂质和有害物质的工艺过程。目前主要用于煤 的化学脱硫,包括碱处理、氧化法和溶剂萃取法等。
微生物净化是用某些自氧性和异氧性微生物,直接或间接地利用其代谢产物从煤中溶浸硫,达到脱硫的 目的。
应用前景:物理净化和物理化学净化方法是最成熟和最经济的煤炭燃前净化方法,而化学净化和微生物 净化目前主要是用于煤炭的脱硫,但都尚处于实验室研究阶段。
采用湿式或干式脱硫工艺,效率可达90%。烟气通过催化剂,在300℃~400℃下加入氨可脱除氮氧化物50%~80%。在大型电站中应采用静电除尘,除尘效率可达99%。
燃烧后脱硫,又称烟气脱硫(Fluegasdesulfurization,简称FGD)。在FGD技术中,按脱硫剂的种类划分,可分为以下5种方法:1.以CaCO3(石灰石)为基础的钙法;2.以MgO为基础的镁法;3.以Na2SO3为基础的钠法;4.以NH3为基础的氨法;5.以有机碱为基础的有机碱法。世界上普遍使用的商业化技术是钙法,所占比例在90%以上。
按吸收剂及脱硫产物在脱硫过程中的干湿状态又可将脱硫技术分为湿法、干法和半干(半湿)法。1.湿法FGD技术是用含有吸收剂的溶液或浆液在湿状态下脱硫和处理脱硫产物,该法具有脱硫反应速度快、设备简单、脱硫效率高等优点,但普遍存在腐蚀严重、运行维护费用高及易对环境造成二次污染等问题;2.干法FGD技术的脱硫吸收和产物处理均在干状态下进行,该法具有无污水废酸排出、设备腐蚀程度较轻,烟气在净化过程中无明显降温、净化后烟温高、利于烟囱排气扩散、二次污染少等优点,但存在脱硫效率低、反应速度较慢、设备庞大等问题;3.半干法FGD技术是指脱硫剂在干燥状态下脱硫、在湿状态下再生(如水洗活性炭再生流程),或者在湿状态下脱硫、在干状态下处理脱硫产物(如喷雾干燥法)的烟气脱硫技术。特别是在湿状态下脱硫、在干状态下处理脱硫产物的半干法,以其既有湿法脱硫反应速度快、脱硫效率高的优点,又有干法无污水废酸排出、脱硫后产物易于处理的优势而受到人们广泛的关注。按脱硫产物的用途,可分为抛弃法、回收法两种。
石灰石石膏法脱硫工艺是世界上应用最广泛的一种脱硫技术,日本、德国、美国的火力发电厂采用的烟气脱硫装置约90%采用此工艺。
脱硫设备它的工作原理是:将石灰石粉加水制成浆液作为吸收剂泵入吸收塔与烟气充分接触混合,烟气中的二氧化硫与浆液中的碳酸钙以及从塔下部鼓入的空气进行氧化反应生成硫酸钙,硫酸钙达到一定饱和度后,结晶形成二水石膏。经吸收塔排出的石膏浆液经浓缩、脱水,使其含水量小于10%,然后用输送机送至石膏贮仓堆放,脱硫后的烟气经过除雾器除去雾滴,再经过换热器加热升温后,由烟囱排入大气。由于吸收塔内吸收剂浆液通过循环泵反复循环与烟气接触,吸收剂利用率很高,钙硫比较低,脱硫效率可大于95%,对环境的影响可以到非常低的程度。
1.洗选处理除去或减少原煤中所含的灰分、矸石、硫等杂质。1991年我国原煤洗选仅18.1%,洗选效率为85%;而发达国家原煤已全部洗选,洗选效率95%以上。
煤炭洗选是利用煤和杂质(矸石)的物理、化学性质的差异,通过物理、化学或微生物分选的方法使煤和杂质有效分离,并加工成质量均匀、用途不同的煤炭产品的一种加工技术。按选煤方法的不同,可分为物理选煤、物理化学选煤、化学选煤及微生物选煤等。
物理选煤是根据煤炭和杂质物理性质(如粒度、密度、硬度、磁性及电性等)上的差异进行分选,主要的物理分选方法有:(1)重力选煤,包括淘汰选煤、重介质选煤、斜槽选煤、摇床选煤、风力选煤等。(2)电磁选,利用煤和杂质的电磁性能差异进行分选,这种方法在选煤实际生产中没有应用。
物理化学选煤—浮游选煤(简称浮选),是依据矿物表面物理化学性质的差别进行分选。目前使用的浮选设备很多,主要包括机械搅拌式浮选和无机械搅拌式浮选两种。
煤炭自动洗选系统化学选煤是借助化学反应使煤中有用成分富集,除去杂质和有害成分的工艺过程。目前在实验室常用化学的方法脱硫。根据常用的化学药剂种类和反应原理的不同,可分为碱处理、氧化法和溶剂萃取等。
微生物选煤是用某些自养性和异养性微生物,直接或间接地利用其代谢产物从煤中溶浸硫,达到脱硫的目的。
物理选煤和物理化学选煤技术是实际选煤生产中常用的技术,一般可有效脱除煤中无机硫(黄铁矿硫),化学选煤和微生物选煤还可脱除煤中的有机硫。目前工业化生产中常用的选煤方法为淘汰、重介、浮选等选煤方法,此外干法选煤近几年发展也很快。
洗选精煤随着科技的进步及时代的发展,处于攻关或业已投入生产的某些特殊洗选工艺也将得到进一步的发展并替代传统工艺。
2.型煤加工
用机械方法将粉煤和低品位煤制成有一定形状和粒度的煤制品。高硫煤成型时可加入适量的固硫剂,大大减少二氧化硫的排放。
型煤是以粉煤为主要原料,按具体用途所要求的配比、机械强度和形状大小,经机械加工压制成型的,具有一定强度和尺寸及形状各异的煤成品。常见的有煤球、煤砖、煤棒、蜂窝煤等。型煤分工业用和民用两大类。工业型煤有化工用型煤,用于化肥造气、蒸汽机车用型煤、冶金用型煤(又称为型焦)。
民用型煤,又称为生活用煤,用于炊事和取暖,以蜂窝煤为主。
型煤生产工艺有无黏结剂成型、有黏结剂成型、热压成型3种。成型机械有冲压式成型机、对辊成型机、螺旋挤压机和蜂窝煤机等。型煤包括很多的种类,型煤可以把煤粉、煤面、煤泥,分别压成球形或者其他形状,也可以把煤粉和煤泥混合压成球形和其他形状,用于锅炉的燃烧和造气。
3.水煤浆
水煤浆热值相当于燃料油的1/2,可代替燃料油用于锅炉、电站、工业炉和窑炉,用于代替煤炭燃用,具有燃烧效益高、负荷调整便利、减少环境污染、改善劳动条件和节省用煤等优点。桂林钢厂以水煤浆代煤粉燃烧,折合标准煤约为90千克/吨材,节煤33%,烟尘排放由732降至240毫克/立方米致癌的氮氧化物含量由280.8毫克/立方米降至44毫克/立方米,使环境和劳动条件得到明显改善。此外,由于燃烧水煤浆工艺性能好,使钢材的烧损率由1.8%下降至1.5%,企业获得较好的经济效益。所以水煤浆技术不仅可用于代油,用于代煤也有节能和环保效益。
我国煤炭资源分布集中在“三西”,即山西、陕西及内蒙古西部。目前有63%的煤炭要从“三西”调出,我国长期存在北煤南运、西煤东调的格局。煤炭的管道运输投资少、建设周期短、营运费低、为全密闭输送,不污染环境。水煤浆经管道输送到终端即可供用户燃用,而且可长期密闭储存,避免了传统煤炭存储造成的污染。
煤气化作为洁净煤技术的重要组成部分,具有龙头地位。它将廉价的煤炭转化成为清洁煤气,既可用于生产化工产品,如合成氨、甲醇、二甲醚等,还可用于煤的直接与间接液化、联合循环发电(IGCC)和以煤气化为基础的多联产等领域。
迄今为止,世界上已经商业化的IGCC大型电站,均采用气流床技术,最具有代表性的是以干煤粉为原料的Shell气化技术和以水煤浆为原料的Texaco气化技术。Shell气化技术即将被引进中国建于洞庭,显现其碳转化率高、冷煤气效率高的优势。相比之下,水煤浆气化技术在中国引进得早,实践时间长,研究开发工作也做得更深入。
经过10多年的实践探索,中国在水煤浆气化技术方面,积累了丰富的操作、运行、管理与制造经验,气化技术日趋成熟与完善。经过长期科技攻关,在水煤浆气化领域,形成完整的气化理论体系,研究开发出拥有自主知识产权,达到国际领先水平的水煤浆气化技术。
研制新型燃烧器如低NOx燃烧器,使燃料和空气逐渐混合,或调节燃料与空气的混合比,降低火焰温度,减少NOx生成。流化床燃烧,把煤和吸附剂加入燃料床层中,沸腾燃烧,减少SO2排放,且燃烧温度较低,大大减少NOx的生成量。第二代流化燃烧技术——循环流化床,进一步降低NOx排放量并提高脱硫率和燃烧效率。
低NOx燃烧器及低氮氧化物燃烧器,是指燃料燃烧过程中NOx的排放量低的燃烧器,采用低NOx燃烧器能够降低燃烧过程中氮氧化物的排放。
在燃烧过程中所产生的氮的氧化物主要为NO和NO2,通常把这两种氮的氧化物通称为氮氧化物NOx。大量实验结果表明,燃烧装置排放的氮氧化物主要为NO,平均约占95%,而NO2仅占5%左右。
一般燃料燃烧所生成的NO主要来自两个方面:1.燃烧所用空气(助燃空气)中氮的氧化;2.燃料中所含氮化物在燃烧过程中热分解再氧化。在大多数燃烧装置中,前者是NO的主要来源,我们将此类NO称为“热反应NO”,后者称之为“燃料NO”,另外还有“瞬发NO”。
燃烧时所形成NO可以与含氮原子中间产物反应使NO还原成NO2。实际上除了这些反应外,NO还可以与各种含氮化合物生成NO2。在实际燃烧装置中反应达到化学平衡时,[NO2]/[NO]比例很小,即NO转变为NO2很少,可以忽略。
NOx是由燃烧产生的,而燃烧方法和燃烧条件对NOx的生成有较大影响,因此可以通过改进燃烧技术来降低NOx,其主要途径是:
1.选用N含量较低的燃料,包括燃料脱氮和转变成低氮燃料;2.降低空气过剩系数,组织过浓燃烧,来降低燃料周围氧的浓度;3.在过剩空气少的情况下,降低温度峰值以减少“热反应NO”;4.在氧浓度较低情况下,增加可燃物在火焰前峰和反应区中停留的时间。
减少NOx的形成和排放通常运用的具体方法为:分级燃烧、再燃烧法、低氧燃烧、浓淡偏差燃烧、烟气再循环等。
燃烧器是工业炉的重要设备,它保证燃料稳定着火燃烧和燃料的完全燃烧等过程,因此,要抑制NOx的生成量就必须从燃烧器入手。根据降低NOx的燃烧技术,低氮氧化物燃烧器大致分为以下几类:
1.阶段燃烧器。根据分级燃烧原理设计的阶段燃烧器,使燃料与空气分段混合燃烧,由于燃烧偏离理论当量比,故可降低NOx的生成。
2.自身再循环燃烧器。一种是利用助燃空气的压头,把部分燃烧烟气吸回,进入燃烧器,与空气混合燃烧。由于烟气再循环,燃烧烟气的热容量大,燃烧温度降低,NOx减少。
3.浓淡型燃烧器。其原理是使一部分燃料作过浓燃烧,另一部分燃料作过淡燃烧,但整体上空气量保持不变。由于两部分都在偏离化学当量比下燃烧,因而NOx都很低,这种燃烧又称为偏离燃烧或非化学当量燃烧。
4.分割火焰型燃烧器。其原理是把一个火焰分成数个小火焰,由于小火焰散热面积大,火焰温度较低,使“热反应NO”有所下降。
5.混合促进型燃烧器。烟气在高温区停留时间是影响NOx生成量的主要因素之一,改善燃烧与空气的混合,能够使火焰面的厚度减薄,在燃烧负荷不变的情况下,烟气在火焰面即高温区内停留时间缩短,因而使NOx的生成量降低。混合促进型燃烧器就是按照这种原理设计的。
脱硫专用的烟囱循环流化床燃烧(CFBC)技术系指小颗粒的煤与空气在炉膛内处于沸腾状态下,即高速气流与所携带的稠密悬浮煤颗粒充分接触燃烧的技术。
1、民用洁净煤(散煤)标准:
2、工业用煤标准:
全区民用洁净煤产品类型分为两类,一类是无烟煤,一类是烟煤Ⅰ级,其煤质应满足(民用洁净煤(散煤)标准)限值要求,有一项或一项以上不合格,则判定该批产品不合格。禁止销售兰炭和Ⅱ级烟煤。
工业燃煤分为无烟煤和烟煤,其煤质应满足以下(工业用煤标准)限值要求,有一项或一项以上不合格,则判定该批产品不合格。禁止使用兰炭。
洁净煤技术是指在煤炭从开发到利用全过程中,旨在减少污染排放与提高利用效率的加工、燃烧、转化和污染控制等新技术的总称。
扩展资料:
洁净煤技术国内发展概况:
我国围绕提高煤炭开发利用效率、减轻对环境污染开展了大量的研究开发和推广工作。随着国家宏观发展战略的转变,洁净煤技术作为可持续发展和实现两个根本转变的战略措施之一,得到政府的大力支持。
1995年国务院成立了"国家洁净煤技术推广规划领导小组",组织制定了《中国洁净煤技术"九五"计划和2010年发展纲要》,并于1997年6月获国务院批准。
中国洁净煤技术计划框架涉及四个领域(煤炭加工、煤炭高效洁净燃烧、煤炭转化、污染排放控制与废弃物处理),包括十四项技术,即:煤炭洗选、型煤、水煤浆。
循环流化床发电技术、增压流化床发电技术、整体煤气化联合循环发电技术;煤炭气化、煤炭液化、燃料电池;烟气净化、电厂粉煤灰综合利用、煤层甲烷的开发利用、煤矸石和煤泥水的综合利用、工业锅炉和窑炉。
参考资料来源:陕西省西咸新区开发建设管理委员会—工业燃煤和民用洁净煤煤质标准
现代意义上洁净煤技术是指高技术含量的洁净煤技术,发展的主要方向是煤炭的气化、液化、煤炭高效燃烧与发电技术等等。它是旨在减少污染和提高效率的煤炭加工、燃烧、转换和污染控制新技术的总称,是当前世界各国解决环境问题的主导技术之一,也是高新技术国际竞争的一个重要领域。根据我国国情,洁净技术包括:选煤,型煤,水煤浆,超临界火力发电,先进的燃烧器,流化床燃烧,煤气化联合循环发电,烟道气净化,煤炭气化,煤炭液化,燃料电池。
对煤进行脱硫有如下几种方法:
一、物理法: 通常用重力分离或磁分离法去除煤分中的硫化铁(黄铁矿),以此形式存在的硫约占煤中硫分的2/3。
二、化学法:煤经粉碎后与硫酸铁水溶液混合,在反应器中加热至100~130℃,硫酸铁与黄铁矿反应转化为硫酸亚铁和单体硫,前者氧化后循环使用,后者作为副产品回收。
三、气化法:煤在1000~1300℃高温下,通过气化剂,使之发生不完全氧化,而成为煤气。煤中硫分在气化时大部分成为硫化氢进入煤气,再用液体吸收或固体吸附等方法脱除。
四、液化法: 煤的液化有合成法、直接裂解加氢法和热溶加氢法等。在液化过程中,硫分与氢反应生成硫化氢逸出,因此得到高热值、低硫、低灰分燃料。
扩展资料:
燃煤后烟气脱硫技术
燃媒后烟气脱硫就是媒燃烧后所产生烟气的股值 (FGD),是目前世界上唯一大规模商业化应用的脱硫技术。世界各国研究开发的烟气脱硫技术达200多种,但商业应用的不超过20种。在FGD技术中,按脱破剂的种类划分
可分为以Ca2SO3为基础的钠法、以NH3为基础的氨法和以有机碱为基础的有机碱法5中,目前普遍使用的商业化技术是钙法,所占比例在90%以上,按吸收剂及脱硫产物在脱硫过程中的干湿状态将脱硫技术分为湿法、干法和半干(半湿)法;按脱硫产物的用途,可分为抛弃法和回收法两种。
参考资料来源:百度百科-脱硫
煤渣的主要成分是二氧化硅、氧化铝、氧化铁、氧化钙、氧化镁等,还含有煤炭燃烧不完全,残留的碳。残留的碳是以活性炭的形式存在的,多孔,表面积大。二氧化硅、氧化铝、氧化铁燃烧后,形成多孔的残渣,硅胶和三氧化二铝都是常用的吸附剂,氧化铁是常用的絮凝剂,煤渣中的钙镁离子,具有离子交换能力,可以去除水体中的重金属离子。
煤渣因为含有的活性炭,多孔的具有强吸附能力的硅铝氧化物,钙镁离子具有的离子交换能力,煤渣的净水能力还是比较强的。但煤炭毕竟是地下开采出来的矿物,因此煤渣还是不能用来净化饮用水。
1、构成煤炭有机质的元素主要有碳、氢、氧、氮和硫等,此外,还有极少量的磷、氟、氯和砷等元素.碳、氢、氧是煤炭有机质的主体,占95%以上.
2、煤中的无机物质含量很少,主要有水分和矿物质,它们的存在降低了煤的质量和利用价值.矿物质是煤炭的主要杂质,如硫化物、硫酸盐、碳酸盐等,其中大部分属于有害成分.
可以净化水的只有活性炭.不是什么碳都可以净化水的.再看煤里面的其它物质,这些都是不可忽略的