淺談煤炭燃前脫硫技術(shù)現(xiàn)狀及展望
摘要:文章就煤炭燃前脫硫技術(shù)現(xiàn)狀進行闡述,分析和展望該技術(shù)前景,開發(fā)煤炭品種,以適應(yīng)煤炭用戶的不同需求。
關(guān)鍵詞:煤炭,燃前脫硫,現(xiàn)狀,展望
目前,煤炭市場形勢較好,煤炭生產(chǎn)企業(yè)進入一個黃金時期。但從可持續(xù)發(fā)展的觀點看,環(huán)保壓力將是制約煤炭工業(yè)發(fā)展的主要原因之一。燃煤造成 SO2 排放量占總量的85 % ,一些大中城市已限制或禁止采用原煤作為燃料。國家大力開發(fā)潔凈能源, 水力發(fā)電、油、氣等資源得到迅速發(fā)展。作為煤炭生產(chǎn)企業(yè),應(yīng)從可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略觀點出發(fā),將煤炭轉(zhuǎn)化為潔凈能源,是煤炭生產(chǎn)企業(yè)長期健康發(fā)展的重要途徑。
煤炭燃前脫硫技術(shù)是國內(nèi)外研究潔凈煤技術(shù)的主要項目,總體上分為煤炭燃燒前脫硫、燃燒中脫硫和燃燒后脫硫三種。煤炭燃前脫硫技術(shù)主要包括通過在高硫煤中配入低硫煤的配煤技術(shù)和通過洗選減少硫分、灰分以降低SO2 的排放的選煤技術(shù)。下面就煤炭燃前脫硫技術(shù)作一簡單介紹。
1 煤中硫的儲存狀態(tài)
煤中硫大體上分為有機硫和無機硫兩大類。通過各種分析方法可以確定無機硫的含量,并且采用各種方法可以除去煤中大部分無機硫。有機硫的組成很復(fù)雜,是煤大分子結(jié)構(gòu)的一部分,在不破壞大分子結(jié)構(gòu)的情況下,難以分離出來而分析測量。有機硫分為烷基硫、芳基硫和噻基硫。烷基化合物與非常強的堿反應(yīng)。硫雜化合物可選擇性地與單電子轉(zhuǎn)移試劑選擇性反應(yīng),某些微生物可除去或轉(zhuǎn)化煤中的硫化物。煤中各種硫的平均含量,見表1 。
 |
2 燃前脫硫技術(shù)現(xiàn)狀
煤的燃前脫硫按原理可分為物理法、化學(xué)法和生物法。
2.1 物理脫硫法
物理脫硫法是依據(jù)煤炭顆粒與含硫化合物的密度、磁性、導(dǎo)電性及其懸浮性差異而除去煤中無機硫的方法,目前已有成熟的工藝和設(shè)備。物理法工藝簡單,投資少操作成本低,但不能脫除煤中有機硫, 對黃鐵礦硫的脫除率一般在50 %左右。常用的物理脫硫法有重力法、浮選法、油團聚法、磁選法等。其中磁選和浮選可作為煤泥脫硫的優(yōu)先選擇。
盡管物理脫硫法工藝成熟,成本低,易于實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn),但分選設(shè)備在單獨使用時,往往達不到理想的脫灰、脫硫效果。為此,研究人員正在探索采用成熟的分選設(shè)備以及適當(dāng)組合,選擇合理的工藝流程。
2.2 化學(xué)脫硫法
化學(xué)脫硫法可以脫去幾乎所有的無機硫和大部分有機硫,但其工藝較為復(fù)雜,一般需要在一定的酸堿條件下進行,有的需要較高的溫度,并且對煤的性質(zhì)影響較大,如引起煤的粘結(jié)性變差、發(fā)熱量降低等。在眾多的化學(xué)脫硫方法中,目前經(jīng)濟技術(shù)效果較好的,頗具應(yīng)用前景的主要是堿法脫硫和溶劑萃取脫硫工藝。新開發(fā)的有溫和的化學(xué)脫硫法,主要有輻射法、電化學(xué)法等。輻射法與其它方法結(jié)合能改善脫硫效率,具有巨大潛力。對堿酸兩步溫和脫硫法(常壓、100 ℃) 進行了初步實驗研究。
目前,電化學(xué)法仍然還處于實驗室研究階段,研究內(nèi)容主要在于脫硫率的影響因素。但基于經(jīng)濟原因,化學(xué)脫硫技術(shù)仍然具有誘人的前景。
2.3 微生物法
煤的生物脫硫是利用微生物菌種產(chǎn)生生物氧化 —還原反應(yīng)使煤中硫得以脫除的一種低能耗方法。不僅生產(chǎn)成本低,而且不會降低煤的熱值？擅撊 93 %的黃鐵礦以及15 %～50 %的有機硫,而且是燃前脫硫方法中費用較低的。主要有生物浸出法和表面處理法。
生物浸出法缺點是處理時間長,易造成二次污染;表面處理法相對浸出法煤炭回收率較低。為了使生物法工業(yè)化,意大利等國家提出了一些工藝流程。
3 脫硫、脫灰新工藝
通過對現(xiàn)有工藝流程和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)方面的組合優(yōu)化,形成了很多能最大限度脫硫、脫灰的新工藝。目前生產(chǎn)中已應(yīng)用的有:螺旋分選—浮選聯(lián)合流程;搖床—浮選聯(lián)合流程;小型水介質(zhì)旋流器組—浮選聯(lián)合流程;小型重介質(zhì)旋流器組—浮選聯(lián)合流程;搖床 —小型重介質(zhì)旋流器組高梯度磁選聯(lián)合流程等等。這些優(yōu)選新工藝,在實際應(yīng)用中不能完全照搬,尚需根據(jù)具體煤質(zhì)特性和用戶對產(chǎn)品的要求進行工藝調(diào)整,甚至創(chuàng)新、組合新的優(yōu)化聯(lián)合流程。
4 發(fā)展方向
目前,國內(nèi)外對煤中脫硫進行了大量的研究工作,但實際費用均較高,且難以達到生產(chǎn)規(guī)模。就我國實際狀況而言,短期內(nèi)燃前脫硫會以物理脫硫為主,而對于小于015 mm 的細粒煤脫硫降灰仍是煤炭脫硫的難點，F(xiàn)在國內(nèi)外已經(jīng)開發(fā)和正在開發(fā)的先進粉煤脫硫工藝主要有:強化重力選,即讓顆粒在離心力場內(nèi)產(chǎn)生分離,如離心跳汰、離心搖床;微泡浮選,如離心浮選、微細介質(zhì)選流器、選擇性油團選等。為降低煤中有機硫,開發(fā)溫和的化學(xué)脫硫和生物脫硫方法的力度將會加大。
此外,會在現(xiàn)有工藝流程和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)方面進行優(yōu)化,以最大限度脫硫、脫灰,適應(yīng)煤炭用戶的不同需求。
使用微信“掃一掃”功能添加“谷騰環(huán)保網(wǎng)”
