1 型煤

型煤(mei)(mei)(mei) ,特別是(shi)(shi)添加固(gu)(gu)硫(liu)劑(ji)的(de)(de)型煤(mei)(mei)(mei) ,是(shi)(shi)工(gong)業(ye)(ye)(ye)鍋爐(lu)實(shi)現爐(lu)內脫硫(liu)的(de)(de)主要方(fang)法之(zhi)一。型煤(mei)(mei)(mei)又稱人造塊煤(mei)(mei)(mei) ,它是(shi)(shi)向煤(mei)(mei)(mei)粉中加入粘結劑(ji)和固(gu)(gu)硫(liu)劑(ji) ,然后加壓成(cheng)具有一定形狀的(de)(de)塊狀燃(ran)料(liao)。按用途(tu)分(fen)民(min)用型煤(mei)(mei)(mei)和工(gong)業(ye)(ye)(ye)型煤(mei)(mei)(mei)兩大類(lei) ,工(gong)業(ye)(ye)(ye)型煤(mei)(mei)(mei)又分(fen)工(gong)業(ye)(ye)(ye)燃(ran)料(liao)型煤(mei)(mei)(mei)和工(gong)業(ye)(ye)(ye)氣(qi)化(hua)型煤(mei)(mei)(mei)。隨(sui)著采煤(mei)(mei)(mei)機械化(hua)程度的(de)(de)提高 ,塊煤(mei)(mei)(mei)產量逐(zhu)年(nian)下降 ,平均僅占煤(mei)(mei)(mei)炭總量 20 %～30 % ,而實(shi)際商品塊煤(mei)(mei)(mei)則不足 20 % ,遠不能滿足工(gong)業(ye)(ye)(ye)鍋爐(lu)和窯(yao)爐(lu)燃(ran)燒的(de)(de)需要 ,采用添加固(gu)(gu)硫(liu)劑(ji)的(de)(de)型煤(mei)(mei)(mei)后 ,脫硫(liu)率可(ke)達40 %～60 % ,并可(ke)減少煙塵(chen)排放(fang)量 60 % ,節約(yue)煤(mei)(mei)(mei)炭15 %～27 % ,因(yin)此 ,是(shi)(shi)潔(jie)凈煤(mei)(mei)(mei)技術的(de)(de)重要組(zu)成(cheng)部分(fen)和優先發展領(ling)域 ,特別在工(gong)業(ye)(ye)(ye)鍋爐(lu)脫硫(liu)技術和方(fang)法中 ,具有廣闊的(de)(de)發展前景。

型(xing)(xing)煤技(ji)術的攻關和研究方(fang)向一(yi)直(zhi)集中在(zai)(zai)新的粘(zhan)(zhan)(zhan)結(jie)(jie)(jie)(jie)劑(ji)(ji)(ji)和大(da)型(xing)(xing)高(gao)(gao)壓成(cheng)型(xing)(xing)設備(bei)兩(liang)(liang)(liang)方(fang)面。粘(zhan)(zhan)(zhan)結(jie)(jie)(jie)(jie)劑(ji)(ji)(ji)可分(fen)為兩(liang)(liang)(liang)大(da)類(lei) ,一(yi)類(lei)是有(you)(you)(you)機(ji)粘(zhan)(zhan)(zhan)結(jie)(jie)(jie)(jie)劑(ji)(ji)(ji) ,疏(shu)(shu)水(shui)(shui)性(xing)(xing)有(you)(you)(you)機(ji)粘(zhan)(zhan)(zhan)結(jie)(jie)(jie)(jie)劑(ji)(ji)(ji) ,如焦油(you)瀝青(qing)、石油(you)瀝青(qing)、焦油(you)渣(zha)、親水(shui)(shui)性(xing)(xing)有(you)(you)(you)機(ji)粘(zhan)(zhan)(zhan)結(jie)(jie)(jie)(jie)劑(ji)(ji)(ji)則(ze)有(you)(you)(you)淀粉類(lei)、紙漿廢液(ye)、腐植酸(suan)鹽堿液(ye)、糖醛渣(zha)液(ye)等(deng)。有(you)(you)(you)機(ji)粘(zhan)(zhan)(zhan)結(jie)(jie)(jie)(jie)劑(ji)(ji)(ji)粘(zhan)(zhan)(zhan)結(jie)(jie)(jie)(jie)能(neng)力(li)強 ,但(dan)疏(shu)(shu)水(shui)(shui)性(xing)(xing)有(you)(you)(you)機(ji)粘(zhan)(zhan)(zhan)結(jie)(jie)(jie)(jie)劑(ji)(ji)(ji)價格高(gao)(gao) ,來源(yuan)有(you)(you)(you)限;親水(shui)(shui)性(xing)(xing)有(you)(you)(you)機(ji)粘(zhan)(zhan)(zhan)結(jie)(jie)(jie)(jie)劑(ji)(ji)(ji)加(jia)入量(liang)大(da) ,不(bu)(bu)防水(shui)(shui) ,熱強度較差。另一(yi)類(lei)是無(wu)機(ji)粘(zhan)(zhan)(zhan)結(jie)(jie)(jie)(jie)劑(ji)(ji)(ji) ,常用的有(you)(you)(you)石灰(hui)(hui)、不(bu)(bu)溶(rong)性(xing)(xing)水(shui)(shui)泥、粘(zhan)(zhan)(zhan)土、水(shui)(shui)溶(rong)性(xing)(xing)水(shui)(shui)玻(bo)璃(li)等(deng) ,此類(lei)粘(zhan)(zhan)(zhan)結(jie)(jie)(jie)(jie)劑(ji)(ji)(ji)來源(yuan)廣、價格便宜 ,有(you)(you)(you)的粘(zhan)(zhan)(zhan)結(jie)(jie)(jie)(jie)劑(ji)(ji)(ji)粘(zhan)(zhan)(zhan)結(jie)(jie)(jie)(jie)能(neng)力(li)強 ,還(huan)有(you)(you)(you)固硫(liu)(liu)作用;缺點是加(jia)入量(liang)大(da) ,型(xing)(xing)煤灰(hui)(hui)分(fen)增加(jia)量(liang)多 ,后(hou)處(chu)理工藝復(fu)雜(za) ,多數產(chan)(chan)品不(bu)(bu)防水(shui)(shui)。為此 ,使用以上兩(liang)(liang)(liang)類(lei)粘(zhan)(zhan)(zhan)結(jie)(jie)(jie)(jie)劑(ji)(ji)(ji)的復(fu)合粘(zhan)(zhan)(zhan)結(jie)(jie)(jie)(jie)劑(ji)(ji)(ji)就可取長補短、發揮兩(liang)(liang)(liang)者的優勢。這(zhe)種熱性(xing)(xing)能(neng)好、高(gao)(gao)強度、防水(shui)(shui)、免烘干并(bing)有(you)(you)(you)一(yi)定固硫(liu)(liu)效果的復(fu)合粘(zhan)(zhan)(zhan)結(jie)(jie)(jie)(jie)劑(ji)(ji)(ji)正在(zai)(zai)研制中并(bing)已取得基本成(cheng)果。型(xing)(xing)煤的成(cheng)型(xing)(xing)工藝則(ze)使用 20～40MPa冷壓成(cheng)型(xing)(xing)(加(jia)粘(zhan)(zhan)(zhan)結(jie)(jie)(jie)(jie)劑(ji)(ji)(ji)) 。目前 ,我國(guo)民用型(xing)(xing)煤技(ji)術居世界(jie)先(xian)進水(shui)(shui)平 ,工業燃料(liao)型(xing)(xing)煤年(nian)產(chan)(chan)能(neng)力(li)為 55 萬 t ,化工造氣型(xing)(xing)煤已有(you)(you)(you) 600 條生產(chan)(chan)線在(zai)(zai)運行 ,年(nian)產(chan)(chan) 20Mt。

2 爐內噴吸收劑脫硫(LIFAC ,LIMB)

這種(zhong)方法是爐(lu)內噴(pen)入脫(tuo)硫(liu)(liu)劑(ji)(石(shi)灰石(shi)、白(bai)云(yun)石(shi)、消石(shi)灰或碳酸(suan)氫鈉等) ,在(zai)煙溫為(wei) 900～1250 ℃區域 ,脫(tuo)硫(liu)(liu)劑(ji)分(fen)解為(wei) CaO 或 MgO ,再和(he) SO2 作(zuo)用生成(cheng)(cheng)硫(liu)(liu)酸(suan)鈣(gai)(gai)(gai)而達(da)到脫(tuo)硫(liu)(liu)目(mu)的(de)。由于爐(lu)溫較高 ,單(dan)純的(de)爐(lu)內噴(pen)鈣(gai)(gai)(gai)系統(tong)脫(tuo)硫(liu)(liu)率(lv)較低 ,為(wei)此在(zai)爐(lu)后增(zeng)加(jia)第二級(ji)脫(tuo)硫(liu)(liu)裝(zhuang)置 ——增(zeng)濕活化(hua)(hua)器(qi) ,這就組成(cheng)(cheng)了(le)爐(lu)內噴(pen)鈣(gai)(gai)(gai)和(he)活化(hua)(hua)氧(yang)化(hua)(hua)法脫(tuo)硫(liu)(liu)(LIFAC) 。增(zeng)加(jia)增(zeng)濕活化(hua)(hua)器(qi)后 ,就可使(shi)煙氣中(zhong)未反應的(de) CaO、MgO和(he)水反應生成(cheng)(cheng)高活性的(de)Ca(OH)2、Mg(OH)2 并與剩余的(de) SO2 化(hua)(hua)合成(cheng)(cheng)亞硫(liu)(liu)酸(suan)鈣(gai)(gai)(gai)或亞硫(liu)(liu)酸(suan)鎂 ,部(bu)分(fen) CaSO3、MgSO3 還(huan)能(neng)氧(yang)化(hua)(hua)為(wei)硫(liu)(liu)酸(suan)鈣(gai)(gai)(gai)和(he)硫(liu)(liu)酸(suan)鎂 ,最后在(zai)電(dian)氣除塵器(qi)中(zhong)被收集下來。LIFAC 脫(tuo)硫(liu)(liu)技術 ,在(zai) Ca/ S = 1. 5 時 ,脫(tuo)硫(liu)(liu)率(lv)ηSO2可達(da) 70 %～80 %。

爐(lu)內(nei)噴鈣(gai)排煙增濕活化(hua)脫(tuo)(tuo)硫(liu)技術(shu)有投(tou)資(zi)少、占地(di)少、運行費用(yong)(yong)低(di)(di)、無廢水、操作維護方(fang)(fang)便等優點。對中(zhong)(zhong)、小容量燃用(yong)(yong)中(zhong)(zhong)、低(di)(di)硫(liu)煤的(de)(de)鍋爐(lu)特別適用(yong)(yong)。對現有機組進行環保改造時(shi)也可應(ying)用(yong)(yong)。此法(fa)(fa)在國外 ,以(yi)芬蘭的(de)(de) Tempella Power 公司(si)的(de)(de)技術(shu)最典型。國內(nei)撫順(shun)電(dian)廠(chang)(chang)、南(nan)京下(xia)關(guan)電(dian)廠(chang)(chang)應(ying)用(yong)(yong)后效果較好。圖(tu)1 是下(xia)關(guan)電(dian)廠(chang)(chang)LIFAC工藝流(liu)程和(he)物料平衡圖(tu) ,這(zhe)種方(fang)(fang)法(fa)(fa)中(zhong)(zhong)的(de)(de)增濕活化(hua)反應(ying)塔和(he)霧化(hua)噴嘴示于(yu)圖(tu) 2 中(zhong)(zhong)。與LIFAC基本相(xiang)似的(de)(de)是美國 Babcock & Wilcox 公司(si)開(kai)發的(de)(de)LIMB 脫(tuo)(tuo)硫(liu)技術(shu) ,它是屬于(yu)爐(lu)內(nei)噴鈣(gai)并進行分段燃燒的(de)(de)方(fang)(fang)法(fa)(fa) ,此法(fa)(fa)同時(shi)可降低(di)(di) NOX ,由于(yu)分段燃燒 ,空氣分段供給 ,因此爐(lu)溫(wen)較L IFAC法(fa)(fa)低(di)(di) ,其余(yu)和(he)L IFAC相(xiang)同 ,這(zhe)種方(fang)(fang)法(fa)(fa)在噴鈣(gai) Ca/ S = 2 時(shi) ,脫(tuo)(tuo)硫(liu)率ηSO2可達 50 %或更高。

 3 循環流化床(CFBC)

循環流化床(CFBC) 、增壓流化床聯合循環(PFBC-CC)、煤氣化聯合循環(IGCC)以上幾種爐內脫硫技術 ,在專門的書籍和論文
中已有很多介紹。把煤破碎為 0～5mm 或 0～10mm ,石灰石 0. 1～1mm 送入循環流化床 ,爐內布風板處風速 20m/ s ,屏區5～6m/ s ,爐溫為 880～900 ℃,對脫硫特別有利。另外 ,煤粒和脫硫劑可經分離器分離后返回爐內 ,因此 ,燃燒效率和脫硫率都
較高(gao) ,當(dang) Ca/ S = 1. 5 時 ,脫硫率ηSO2可達 90 %～95 %。我(wo)國(guo) 35t / h、75t / hCFBC已生產 300 余臺 ,運行情(qing)況(包(bao)括(kuo)脫 SO2 效(xiao)果)良好。220、410t / h 正(zheng)作示范(fan)試驗(yan)中。引進(jin)芬蘭 410t / h已鑒定(ding) ,近期(qi)擬引進(jin)300MWCFBC機組(zu)。CFBC - CC15MW已建成中試廠 , 100MW 正(zheng)示范(fan)試驗(yan)中; IGCC 擬建 300 ～400MW示范(fan)廠。

CFBC脫(tuo)硫 ,除了ηSO2高(gao)外 ,其(qi)工藝(yi)特點(dian)沒(mei)有(you)噴漿系統 ,沒(mei)有(you)廢(fei)水產生 ,占地面積小 ,投資小 ,脫(tuo)硫副產品可作混凝土(tu)摻(chan)和料、礦(kuang)井回填(tian)、路基等。因此 ,CFBC脫(tuo)硫技(ji)術將有(you)很好發展和應用前景。

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