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燃煤高温固硫技术的现状及进展(一)【麟工窑炉】
时间:2019年10月21日    点击:次    来源:隧道窑

目前,中国工业锅炉约46万台,其中中小型 层燃锅炉占70%,各种窑炉约16万座,年用煤量在 400Mt以上,燃煤炊事炉灶1亿多个,每年消费生活 用煤约130Mt以上。

发展洁净煤技术是中国解决煤烟型大气污染为主 要特征的环境问题的一项战略措施,是实现经济、社 会持续发展和经济、能源、环境协调发展的重要技术 方向。洁净煤技术的核心技术领域是煤炭高效洁净燃烧。其中,燃煤固硫技术是一项适合我国国情的减排 SO2的技术。

2、国内外燃煤脱()硫技术现状

据美国环保局EPA统计,世界各国开发、研究 使用的SO2控制技术多达200多种。这些技术归纳起来 可分为三大类:

 (1)燃烧前脱硫,如选煤等;

2)燃烧中脱(固硫,如工业型煤固硫、动力配煤加 固硫剂固硫、炉内喷钙、循环流化床锅炉燃烧等;

3)燃烧后脱硫,即烟气脱硫(FGD)。目前国外控 SO2排放的最有效的手段仍是烟气脱硫技术,但其基建投资和日常运行费用较高。

炉排层状燃烧和煤粉悬浮燃烧是目前广泛采用的 传统燃煤技术,虽然它们也有不少改进和发展,但 是受到局限。对链条炉来说,适于燃用具有一定粒 度范围的块状烟煤,要燃用多碎屑的煤是困难的;对 煤粉炉来说,由于制粉系统比较复杂,耗电较多,适 于大型电厂。特别是在SO2NOx排放方面,对于 链条炉和煤粉炉而言,二者均为高温燃烧NOx排放量 大,脱除SO2的系统复杂和昂贵。

燃烧中脱()硫技术是在煤中添加一定的固硫剂 使煤在燃烧或气化时生成的气态硫化物在炉内吸收, 气相中残存的硫化物,与刚进入炉内的脱硫剂接触 而被吸收,这样排出的气体中SO2含量就大大降低 了。该方法的优越性是既不需要燃烧前脱硫设备 也不需要或可大大减少燃烧后脱硫设备。但它也有 不利的一面,即固硫剂或部分或全部参与燃烧过程 将会影响煤的燃烧性能,此外,由于固硫剂中的碱性物质等的利用率低,以及已形成的硫酸盐(MSOx) 再分解等,导致固硫效率不高。

80年代以前,在西方发达国家在煤粉炉、链条 炉等燃煤锅炉上也曾采用过固硫剂固硫技术。如将石灰 石与煤混合或与煤同时加入,或者将石灰石粉从适当的 部位喷入炉膛(USP4226601JP57-70193 USP4322218号专利等,但它们仍只是简单地将石灰类 物质加入到煤中,结果只能获得最多40%的固硫率。随 着对环保要求的日益严格40%的固硫率已无法满足要 求,因此,国外现在均转向燃后脱硫技术。

国内自“六五”以来,在炉内固硫技术的研究与开 发上,也做了大量工作,很多单位都在积极参与,但多 数均处于实验室研究阶段。所采取的技术途径主要有两 条,一是以助燃为目的的助燃剂,在助燃的同时起到一 定的固硫作用,其实际固硫率一般为15%-25%(包括煤 自身的固硫率),加入量为2%o~7%o,吨煤成本增加约10 15元,已形成1-2ta的生产能力,但累积销量也不过几百吨,其固硫原理及所报道的固硫率均值得商 榷;二是以钙系氧化物为主的固硫剂或复合固硫剂,实 际固硫率也只有25%-30%CaS摩尔比约为2~3,吨 煤成本增加约为10~20元。目前,燃煤固硫技术研制开 发的重点为固硫剂及其助剂的研制开发以及对煤种的适应性。

 3、固硫剂及其助剂的研制开发最新进展 凡能与煤在燃烧过程中生成的SO2SO3起化学或 物理吸附反应,形成固态残渣而留在煤灰中的物质均 可作为固硫剂。固硫剂种类很多,如:石灰石、白云石 方解石、氧化钙、氧化镁、碳酸钠、氢氧化钠等, 但目前使用最多、价廉易得的仍是碳酸钙、氢氧化 钙等,俗称钙基固硫剂。有时也选用如电石渣、造纸废 液、硼泥等众多的工业废料。但普通的钙基固硫剂具有 钙的利用率低、高温固硫效果差的不足。燃煤固硫技术 的关键是固硫剂及其添加剂的选择与优化,以及对煤 种、煤质和燃烧方式的适应性。常用的固硫剂以钙基固 硫剂为主,其缺点是固硫剂的利用率低,固硫反应速率 与硫析出速率不一致,以及高温下已形成的固硫产物 的再分解。添加剂的加入可以改善固硫剂的固硫反应 速率,尤其是高温下可形成其它形式的含硫复合物,阻 上或延缓CaS0x的再分解。通常添加剂的加入可使固 硫率提高30%-60%。因此,为了提高固硫率,在制备 固硫剂的过程中往往添加一定的助剂来改善其表面性 质,以提高固硫率;或者将固硫剂进行活化、改性,以利于提高固硫剂的利用率与固硫率。摘至《墙材技术与装备》作者:刘随芹


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