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高硫煤高溫固硫劑

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高硫煤高溫固硫劑

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  1. 技術背景

        我國煤炭資源總量居世界第二,高硫煤約占總資源量的8%,按目前全國煤炭資源預測總量和探明煤炭儲量計算,高硫煤預測總量和探明儲量數千億噸,高硫煤資源相當豐富,由于目前尚沒有合適的處理工藝和滿足環保要求的使用途徑,為滿足SO2防治的要求,我國禁止含硫量≥3%的高硫煤的開采,近年來煤炭價格上漲很快,可采資源量銳減,如何開發利用高硫煤這一特殊煤種已經成為一個擺在我們面前的一個現實問題,因此研究開發高硫煤SO2去除已勢在必行。

  2. 技術性能

        根據煤炭的燃燒機理,運用金屬離子作催化劑,在高溫情況下與SO2發生化學反應生成硫酸鹽的特性,運用穩定劑阻止硫酸鹽分解的原理,把催化劑、抑制劑、穩定劑有機的調配為高效固硫催化劑。

         LYWS高硫煤高溫固硫劑采用金屬氧化物與多種無機化合物復配活化,改質而成。用于高硫煤可在高溫下迅速反應而出現粗晶微爆,促使燃料充分燃燒,與燃煤中SO2反應,生成在高溫下不易產生復分解的復合物,阻止了其他含硫物質的分解,從而達到節能、固硫、提高燃燒效率的目的。

        LYWS高硫煤高溫固硫劑項目針對煤炭生產的高硫煤(高硫煤硫分在3%-10%),采用煤炭燃燒中固硫機理,研究開發出LYWS高硫煤高溫固硫劑,對固硫劑在燃燒中固硫的特性進行改善提高,將煤炭中的硫轉化為硫酸鹽并隨渣排出,從而降低煙氣中SO2的含量,達到控制燃煤引起污染的目的。該固硫劑的應用使固硫溫度范圍由原來的800℃擴大到1500℃左右,提高固硫劑在不同鍋爐中使用的范圍,并使固硫率達到50%以上,其中應用于洗煤進行固硫,固硫率達到50-55%。應用原煤進行固硫,固硫率達到55-65% LYWS高硫煤高溫固硫劑目前已經較好地解決了高硫煤在燃燒時的固硫問題,同其它煤炭固硫劑技術相比,LYWS高硫煤高溫固硫劑具有:工藝簡單,固硫成本低,固硫效率高,固硫性能好,直接與高硫煤混合,可達到良好的固硫效率。

  3. 技術原理

         LYWS高硫煤高溫固硫劑與煤混合均勻,進入鍋爐中進行燃燒固硫,固硫劑中固硫的化合物對煤炭具有助燃作用,其著火點顯著降低,提高煤炭的利用率。固硫劑中的氧化劑具有催化劑的作用,可以使煤在燃燒過程中燃燒的快而徹底,固硫劑中的催化劑可起到SO2抑制劑的作用,其在高溫下和固硫產物形成硅酸鹽固溶體,阻止了固硫產物的復分解,提高了固硫效率。燃煤固硫劑的應用是集助燃、催化、固硫于一體,因為固硫劑中的元素可以促進活化產物,這類元素處于氧化態時具有空的d軌道或f軌道,他們可以通過化學鍵斷裂,以獲得更多的分子量和較小的氣體物質,從而降低了活化能,也就降低了煤的著火溫度,使煤炭燃燒的更加完全。固硫劑中的固硫成份與煤燃燒放出的SO2發生反應生成固硫產物硫酸鈣和二氧化硅,氧化鈣和SO2反應生成硫酸鈣,亞硫酸鈣和氧氣反生成硫酸鈣。固硫過程中除硅酸二鈣、氧化鈣參與脫硫反應外,固硫劑中的鋁、鈉、鐵、鈦、鎂都參與了反應。在固硫產物中除生成CaSO4CaS外還有更穩定的多元化合物CaFe3(SiO4)2OH3CaO.3Al2O3CaSO4覆蓋或包裹在CaSO4外面形成玻璃狀物質,從而延緩并組織了CaSO4的分解,提高了固硫效率,固硫劑經過以上反應過程,燃煤中的SO2就以硫酸鹽或硫化物的形式固定在粉煤灰中。固硫劑用于原煤、散煤、型煤、洗煤、民用煤固硫系統中,可以把燃煤中的50-95%的硫都固定下來,大大減輕燃煤鍋爐后期煙氣脫硫的負擔,使燃煤煙氣中的SO2濃度達到國家規定的排放標準。

  4. 應用領域

         LYWS高硫煤高溫固硫劑主要應用于燃煤電廠鍋爐、企業鍋爐、高硫煤礦、各種煤質、民用爐、手燒爐、鏈條爐、往復鍋爐、拋煤機爐、反射爐、沸騰爐、粉煤灰爐等工業鍋爐。窯爐和型煤生產中應用,是解決我國工業鍋爐、窯爐工況差、熱效率低、劣質煤利用率低、SO2污染嚴重等問題的環保產品,通過煤在燃燒過程中與氧化物作用,轉變為環境易接受的穩定形式而固定爐渣的新技術,用于工業生產無需改變燃煤設備及條件,劣質煤或優、劣混合煤應用可達到優質煤燃燒效果,添加固硫劑在灼熱時將硫迅速固定住,固硫率可達60-80%,減少SO2的排放量。

  5. 市場前景

        燃燒中固硫以其費用低,方法簡單而備受重視,被國際上公認為是治理SO2污染的***佳途徑之一,但是,多年來固硫率(尤其是在高溫下)始終突破不了70%的大關而使其推廣受到***。一些電廠采用固硫—尾氣脫硫雙重工藝來治理SO2污染,而尾氣脫硫常常需要巨大的設備投入和運行管理費用。我們經過多年來的努力,通過反復改進和篩選,終于開發出LYWS高硫煤高溫高效固硫劑,在模擬電廠燃煤的條件(1250℃)下,SO2固定率可達93%,比目前國內外報道的***好結果高出了20多個百分點,按照這個結果,無須尾氣脫硫即可解決燃煤SO2污染治理問題,這項成果對于解決電廠及其他企業燃煤SO2污染問題無疑具有重要意義,技術指標工作溫度1250℃,固硫率>90%,固硫劑用量為每噸煤使用30公斤左右(按含硫1%Ca/S比為3計算)。

        據我國煤炭脫硫的情況,選煤廠脫除1SO2的成本約500-600元;燃煤電廠脫硫裝置脫除1SO2的成本為1400-1600元,(增加發電廠本1.5-3/KW.h)當采用LYWS高硫煤高溫固硫劑,原煤含硫量在小于1%時,每噸原煤固硫劑成本低于15元,我國高硫煤含硫量大于(3%-10%)的原煤有數億噸,除南方高硫煤產區外,華北地區也有不少高硫煤產區。目前由于控制燃煤中的SO2,許多城市強制禁用高硫煤,使得大量的高硫煤積壓,造成了巨大的經濟損失。若推廣應用高硫煤固硫劑,可解決我國積壓的數億噸高硫煤,充分利用高硫煤資源的目的。

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