文档介绍：该【应用工业固硫型煤技术控制燃煤工业锅炉 】是由【phl806】上传分享，文档一共【6】页，该文档可以免费在线阅读，需要了解更多关于【应用工业固硫型煤技术控制燃煤工业锅炉 】的内容，可以使用淘豆网的站内搜索功能，选择自己适合的文档，以下文字是截取该文章内的部分文字，如需要获得完整电子版，请下载此文档到您的设备，方便您编辑和打印。应用工业固硫型煤技术把握燃煤工业锅炉
应用工业固硫型煤技术把握燃煤工业锅炉
应用工业固硫型煤技术把握燃煤工业锅炉
应用工业固硫型煤技术把握燃煤工业锅炉
二氧化硫污染
——中国燃煤工业锅炉二氧化硫污染综合防治对策(四)
张慧明王娟
(青岛市环境科学学会,青岛266001)(青岛建筑工程学院环境工程系,青岛266033)
摘要本文争辩应用工业固硫型煤技术把握燃煤工业锅炉SO2的污染。争辩表明,燃烧工业固硫型煤是把握燃煤工业锅炉SO2污染的最经济、简便、有效的方法。
关键词煤炭;燃煤工业锅炉;烟尘;二氧化硫;工业固硫型煤
ControllingSulfurDioxidePollutionfromIndustrialCoal-FixedBoilersbyBurningIndustrialFixedsulfurmodelCoal
ZhangHuiming
(QingdaoInstituteofEnvironmentalscience,Qingdao266001)
WangJuan
(DepartmentofEnvironmentalEngineering,QingdaoInstituteofArchitectureandEngineering,Qingdao266033)
AbstractResearchoncontrollingsulfurdioxidepollutionfromindustrialcoal--firedboilers.
KeywordsCoal;Industrialcoal-firedboiler;dust;sulfurdioxide;industrialfixedsulfurmodelcoal
1引言
多年来,我国大气污染把握实践表明,应用传统的方法,燃煤工业锅炉SO2污染是难以把握的。只有从能源与大气环境问题入手,接受清洁燃料、淘汰小锅炉、应用工业固硫型煤、接受水煤浆、应用循环流化床洁净燃烧技术和烟气脱硫一整套的科学的综合防治技术,才能简便、经济、有效地把握燃煤工业锅炉SO2污染。这套防治技术具有燃烧效率高,一般在90%左右;热效率高,一般在80%以上;排烟烟尘浓度和SO2浓度均可达到《锅炉大气污染物排放标准》的要求,大大削减资源铺张,经济效益、环境效益和社会效益最佳,是我国目前及将来燃煤工业锅炉SO2污染防治最佳的替代技术。只有接受这套污染综合防治技术,我国大气环境污染才有望得到把握,即使在经济持续快速进展的状况下,我国大气环境污染也是可以把握的。本文争辩应用工业固硫型煤技术,把握我国燃煤工业锅炉SO2污染。
2工业固硫型煤概况
20世纪50年月初,由于伦敦烟雾大事,英国争辩开发了民用及工业用型煤,以防治民用炉灶和工业炉窑烟尘SO2污染。80年月中期,美国洁净煤技术争辩开发规划出台,作为洁净煤技术的重要内容之一的型煤技术,获得进一步的争辩及进展。由于节能和大幅度削减烟尘和SO
应用工业固硫型煤技术把握燃煤工业锅炉
应用工业固硫型煤技术把握燃煤工业锅炉
应用工业固硫型煤技术把握燃煤工业锅炉
2污染,工业固硫型煤受到很多国家的青睐。
在我国自然 气、柴油等短缺的很多地区和部门,煤炭照旧是燃煤工业锅炉的主要燃料,用作锅炉的煤炭不应是原煤,而应是工业固硫型煤。应用工业固硫型煤,把握燃煤工业锅炉SO2污染。
型煤是由原煤粉碎、添加粘结剂、助燃剂、固硫剂后经加工而成的成型固体清洁燃料。对于工业型煤,就其加入固硫剂与否,可分为工业固硫型煤和工业非固硫型煤。工业型煤按加工工艺,可分为冷压成型和热压成型两种。由于冷压成型需要加入粘结剂,且工艺比较简洁,又称为粘结成型,在我国获得广泛的应用。
我国工业固硫型煤技术争辩开发较晚,只是近十几年,为了削减燃煤工业锅炉SO2及烟尘的排放量,国家对工业锅炉固硫型煤进行了特地的攻关争辩,并取得了可喜的成果。目前我国工业锅炉燃烧型煤后,SO2可削减40~80%,国外可达87%;烟尘排放量可削减50~80%,国外可达80%;NOx和苯并(α)芘的排放量也会削减50%以上,国外也如此;热效率提高15~25%,国外可达20~30%;节省煤炭15~20%,国外可达20~30%,经济效益和环境效益相当可观。我国的工业固硫型煤技术,也步入了国际的先进行列。
3工业固硫型煤的生产工艺流程及设备和质量指标
粘结成型型煤的生产工艺流程如图1所示,热压成型型煤的生产工艺流程如图2所示。
脱硫剂
粘结剂
原料煤
筛分
储煤仓
给料器
裂开机
卧式搅拌机
烘干窑
产品库
成型机
立式搅拌机
图1粘结成型型煤的生产工艺流程
计量
固硫剂
粉状烟煤
煤气发生炉型煤
固定床氧热处理
计量
压球
粉碎
混料
计量
焦油渣
工业固硫
无烟煤
图2粘结成型型煤的生产工艺流程
粘结成型型煤生产的主要设备包括:
环式裂开机(GJ85A-Ⅲ型)产量10~15t/h双辊成型机(MQ11-9)产量5t/h
卧式双轴搅拌机(PLT2300型)产量15t/h双层翻板烘干窑产量5t/h
立式搅拌机产量5t/h
-A型工业锅炉型煤质量指标
TY-A型工业锅炉型煤质量指标如下:
粒度,mm
20×30×40
灰分Ay,%
应用工业固硫型煤技术把握燃煤工业锅炉
应用工业固硫型煤技术把握燃煤工业锅炉
应用工业固硫型煤技术把握燃煤工业锅炉
全硫Sy,%
全水,%
发热量SyQ,cal/kg
6735
挥发分Vy,%
Cy,%
Hy,%
Ny,%
Oy,%
反应活性1000℃
孔隙率QyDW,%
T1,℃
T2,℃
T3,℃
>1400
4工业固硫型煤的原料煤及粘结剂和固硫剂
工业固硫型煤原料煤的把握指标如下:
加入烟煤,%8~12加入无烟煤,%8~12
低位发热量,kcal/kg75600水分,%<4
粒度<3mm占80%以上
工业固硫型煤的粘结剂,按化学状态可分为有机、无机、复合三大类,常用粘结剂列于表1。粘结剂添加量为6~14%。
表1工业固硫型煤常用粘结剂
粘结剂分类
粘结剂名称
有机
疏水型
亲水型
煤焦油沥青,石油沥青
纸浆废液,糠醛废液,酿酒废液,制糖废液
无机
不溶性
水溶性
水泥,石灰,各类粘土
水玻璃等
复合粘结剂
粘土—纸浆废液,水玻璃—粘土,水玻璃—水泥
工业锅炉型煤的固硫剂,按化学组成可分为钙系、钠系及其它三类。工业固硫型煤常用的固硫剂列于表2。固硫剂的加入量视煤的含硫量而定,一般石灰加入量为2~3%。型煤高温燃烧时,煤炭产生的SO2
表2工业固硫型煤常用固硫剂
固硫剂分类
固硫剂分子式
钙系
金属氧化物
氢氧化物
盐类
CaO,MgO
Ca(OH)2,Mg(OH)2
CaCO3,MgCO3
钠系
氢氧化物
盐类
NaOH,KOH
Na2CO3,K2CO3
其它
金属氧化物
MnO2,Fe2O3,SiO2,Al2O3
被Ca(OH)2、Mg(OH)2、CaO、MgO等碱性物质吸取,生成的硫酸盐被固定在炉渣中,削减了煤炭燃烧SO2的排放量。型煤燃烧时热效率高,燃尽率高,反应活性大,为无焰燃烧,大大降低了烟尘的排放量。
5工业固硫型煤的特性
应用工业固硫型煤技术把握燃煤工业锅炉
应用工业固硫型煤技术把握燃煤工业锅炉
应用工业固硫型煤技术把握燃煤工业锅炉
(α)比原煤高
试验表明,在同一温度下,型煤的活性(α)~。940℃时原煤活性(α),型煤的活性(α),型煤的活性(α),此时型煤炉温可达1100℃。
试验表明,型煤的燃烧性比原煤好,如表3所示。由于型煤具有良好的燃烧性能,所以型煤热效率高,燃尽率高,节煤好。
表3型煤燃烧性能与原煤比较
燃烧性能
原煤
型煤
热变形特性
焦渣特性
比表面积(㎡/m3)
孔隙率(%)
炉膛温度(℃)
反应活性α(1000℃时)
不变形
4~5
<5
<1
940
花卉状
3
>200
>20
1100
由于型煤燃烧性能好,型煤燃烧时烟尘排放量比原煤削减50~80%,苯并(α)芘的排放量也有大幅度下降,至少削减50%以上;型煤含有固硫剂及其特殊的结构,SO2排放量削减了40~80%,故型煤固灰固硫力量比原煤好。
6我国工业固硫型煤的规格及用途
目前我国生产的工业固硫型煤有多种系列,起规格及用途列于表4。
表4中国工业固硫型煤的规格及用途
外形
产地
规格
用途
椭圆形
杭州
28mm×34mm×46mm
18mm×33mm×37mm
用于工业锅炉
黄石
30mm×40mm×48mm
20mm×36mm×40mm
用于手烧和一般锅炉
用于机械炉排锅炉
太原
20mm×30mm×40mm
用于蒸汽锅炉和热水锅炉
棒形
杭州
直径25mm,长度视需要而定
用于工业锅炉和窑炉
正方形
杭州
100mm×100mm×100mm
用于工业锅炉和窑炉
我国工业固硫型煤生产成本较低,%。假如接受废渣废液作粘结剂和固硫剂,型煤的成本可降低10%以上。以废治废,综合利用、降低成本。
7我国工业固硫型煤在锅炉上的应用
工业固硫型煤在锅炉上应用的环境效益和经济效益,优于其它各种煤加工途径,如表5所示。
表5型煤与各种煤加工途径对锅炉用煤的效益比较
应用工业固硫型煤技术把握燃煤工业锅炉
应用工业固硫型煤技术把握燃煤工业锅炉
应用工业固硫型煤技术把握燃煤工业锅炉
加工途径
液化
气化
选煤
块煤筛粉
型煤
环
境
效
益
烟尘削减
95%
95%
增大
40%
50~80%
SO2削减
90%
95%
50%
0
40~75%
其他污染
削减
削减
0
0
削减
节能效益
铺张22%
铺张20%
铺张14%
节煤6%
节煤15%
经
济
效
益
建厂投资(元/t煤)
300
270
20
12
20
用户燃料费
增加3倍
增加2倍
增加45%
增加26%
节省10%
盈利状况
亏
亏
盈
盈
盈
工业固硫型煤在锅炉上应用的节能效益优于煤炭不同加工产品,如表6所示。
表6煤炭不同加工产品在工业锅炉上应用的节能效益
燃料或加工途径
原煤
油
气
选煤
块煤
型煤
液化
气化
燃烧效率,%
锅炉热效率,%
节能率,%
能量转化率,%
总热能利用率,%
节煤率,%
75~80
68
-
100
68
-
98
88
+29
-
-
-
~99
85
+25
-
-
-
75~80
68
-
85
58
-14
86
73
7
72
6
95
80
17
78
15
-
-
-
60
53
-22
-
-
-
56
48
-29
工业固硫型煤在锅炉上应用的基建费用,低于其它各种不同加工途径煤的基建费用,如表7所示。
表7煤炭不同加工节省基建费用的经济效益
加工途径
原煤
煤液化
煤气化
选煤
块煤
型煤
按原煤计t煤/a基建投资,元/t
按产品计t煤/a基建投资,元/t
节省t煤/a的投资,元/t
建厂周期
150
—
—
—
300
500
不节煤
4~5
270
480
不节煤
3~4
20
23
不节煤
2~3
10
25
130
1~2
20
20
118
1~2
工业锅炉燃烧工业固硫型煤时经济效益格外显著,如表8所示。在年处理烟气量150500m3的43台工业锅炉上燃烧工业固硫型煤时,,其经济效益格外可观。
表8工业锅炉燃用工业固硫型煤的经济效益
炉窑类型
燃烧原煤
燃烧工业固硫型煤
烟尘治理
投资
万元/1000m3
烟尘治理运
行管理费用
万元/1000m3
煤炭
耗量
t标/a
台数
烟气量
m3/a
节省治理
投资费用
万元/a
节省治理运
行管理费用
万元/a
型煤
耗量
t标/a
节省
煤炭
%
节煤
价值
万元/a
锅炉
43
150500
应用工业固硫型煤技术把握燃煤工业锅炉
应用工业固硫型煤技术把握燃煤工业锅炉
应用工业固硫型煤技术把握燃煤工业锅炉
工业锅炉燃烧工业固硫型煤时环境效益也相当可观,如表9所示。工业锅炉上燃烧工业固硫型煤后,烟尘排放量可削减57%;烟气林格曼黑度可降低3度;%。锅炉排放的烟气烟尘浓度、烟气黑度及SO2的浓度,均可达到《锅炉大气污染物排放标准》的要求。
表9工业锅炉燃用工业固硫型煤的环境效益
炉窑
烟气总量
104m3/a
燃原煤时平均烟尘浓度
mg/m3
燃固硫型煤后削减排放烟尘
%
削减排尘量
t/a
降低林格曼黑度
型煤固硫率
%
削减排SO2放量
t/a
类型
台数
锅炉
3
425700
650
57
3
8结语
(1)在清洁燃料短缺的地区及部门,尤其是小容量的工业锅炉,可优先选用工业固硫型煤作锅炉的燃料,目前主要用于20t/h以下的锅炉。
(2)型煤克服了原煤的缺陷,具有活性高、反应性能高的特点,燃烧反应完全,为无烟燃烧,热效率高,燃尽率高,削减烟尘污染,节省煤炭。
(3)由于型煤在加工过程中可适当配料,添加脱硫剂,故具有最佳的燃料化学特性和适宜的焦渣特性,并具有较高的脱硫效率。
(4)型煤热变形性能好,燃烧时不崩溃而呈花卉状,因而空隙度高,比表面积大,能充分与空气接触,碳燃烧充分,炉温高,提高了热效率,削减了烟气中未燃尽碳、苯并(α)芘和烃类的排放量,节省了煤炭,削减了有害物质的排放量。
(5)型煤入炉后不飞灰、不漏料,又由于具有良好的燃烧性能,灰渣含碳量低,降低了煤耗。
(6)利用粉煤、泥煤等做型煤的原料,为泥煤和粉煤的利用找到了市场,资源得到充分、合理的利用。
(7)经济效益和环境效益相当可观,型煤是最经济的工业锅炉大气污染把握技术,是工业锅炉洁净燃烧首选的清洁燃料。
(8)煤的成型工艺是原煤的再加工物化过程,是把不便于运输、不便于使用、易于造成粉尘飞扬的细颗粒及粉煤加工成粒度均一、强度高、疏水性好、便于运输、便利使用的高效洁净固体成型燃料。
(9)目前我国工业固硫型煤的生产多停留在示范阶段,无论是品种、质量和数量都远远满足不了工业锅炉的应用,工业固硫型煤在工业锅炉上的应用尚未起步。
参考文献
1、王汉臣,大气爱护与能源利用,中国环境科学出版社,北京,1992;
2、张天立,消烟除尘与环境爱护,浙江高校出版社,杭州,1986年;
3、张慧明,“中国能源与大气环境”,中国经济文库,中心编译出版社,北京,1995
4、张慧明,“应用工业固硫型煤把握大气二氧化硫污染”,上海环境科学,15(8)21~24页,1996;
5、张慧明,“中国燃煤工业锅炉排放二氧化硫对大气的污染及工业固硫型煤的应用”,环境科学进展,7(1)54~61页,1999;
6、张慧明,“中国燃煤工业锅炉SO2污染综合防治对策”,首届中国西部地区环境与进展经济技术国际研讨会论文集,昆明,2003;
作者简介:张慧明,有名环境学家,中国二氧化硫污染把握工程奠基人。