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高硫煤高温固硫剂

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高硫煤高温固硫剂

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  1. 技术背景

        我国煤炭资源总量居世界第二,高硫煤约占总资源量的8%,按目前全国煤炭资源预测总量和探明煤炭储量计算,高硫煤预测总量和探明储量数千亿吨,高硫煤资源相当丰富,由于目前尚没有合适的处理工艺和满足环保要求的使用途径,为满足SO2防治的要求,我国禁止含硫量≥3%的高硫煤的开采,近年来煤炭价格上涨很快,可采资源量锐减,如何开发利用高硫煤这一特殊煤种已经成为一个摆在我们面前的一个现实问题,因此研究开发高硫煤SO2去除已势在必行。

  2. 技术性能

        根据煤炭的燃烧机理,运用金属离子作催化剂,在高温情况下与SO2发生化学反应生成硫酸盐的特性,运用稳定剂阻止硫酸盐分解的原理,把催化剂、抑制剂、稳定剂有机的调配为高效固硫催化剂。

         LYWS高硫煤高温固硫剂采用金属氧化物与多种无机化合物复配活化,改质而成。用于高硫煤可在高温下迅速反应而出现粗晶微爆,促使燃料充分燃烧,与燃煤中SO2反应,生成在高温下不易产生复分解的复合物,阻止了其他含硫物质的分解,从而达到节能、固硫、提高燃烧效率的目的。

        LYWS高硫煤高温固硫剂项目针对煤炭生产的高硫煤(高硫煤硫分在3%-10%),采用煤炭燃烧中固硫机理,研究开发出LYWS高硫煤高温固硫剂,对固硫剂在燃烧中固硫的特性进行改善提高,将煤炭中的硫转化为硫酸盐并随渣排出,从而降低烟气中SO2的含量,达到控制燃煤引起污染的目的。该固硫剂的应用使固硫温度范围由原来的800℃扩大到1500℃左右,提高固硫剂在不同锅炉中使用的范围,并使固硫率达到50%以上,其中应用于洗煤进行固硫,固硫率达到50-55%。应用原煤进行固硫,固硫率达到55-65% LYWS高硫煤高温固硫剂目前已经较好地解决了高硫煤在燃烧时的固硫问题,同其它煤炭固硫剂技术相比,LYWS高硫煤高温固硫剂具有:工艺简单,固硫成本低,固硫效率高,固硫性能好,直接与高硫煤混合,可达到良好的固硫效率。

  3. 技术原理

         LYWS高硫煤高温固硫剂与煤混合均匀,进入锅炉中进行燃烧固硫,固硫剂中固硫的化合物对煤炭具有助燃作用,其着火点显著降低,提高煤炭的利用率。固硫剂中的氧化剂具有催化剂的作用,可以使煤在燃烧过程中燃烧的快而彻底,固硫剂中的催化剂可起到SO2抑制剂的作用,其在高温下和固硫产物形成硅酸盐固溶体,阻止了固硫产物的复分解,提高了固硫效率。燃煤固硫剂的应用是集助燃、催化、固硫于一体,因为固硫剂中的元素可以促进活化产物,这类元素处于氧化态时具有空的d轨道或f轨道,他们可以通过化学键断裂,以获得更多的分子量和较小的气体物质,从而降低了活化能,也就降低了煤的着火温度,使煤炭燃烧的更加完全。固硫剂中的固硫成份与煤燃烧放出的SO2发生反应生成固硫产物硫酸钙和二氧化硅,氧化钙和SO2反应生成硫酸钙,亚硫酸钙和氧气反生成硫酸钙。固硫过程中除硅酸二钙、氧化钙参与脱硫反应外,固硫剂中的铝、钠、铁、钛、镁都参与了反应。在固硫产物中除生成CaSO4CaS外还有更稳定的多元化合物CaFe3(SiO4)2OH3CaO.3Al2O3CaSO4覆盖或包裹在CaSO4外面形成玻璃状物质,从而延缓并组织了CaSO4的分解,提高了固硫效率,固硫剂经过以上反应过程,燃煤中的SO2就以硫酸盐或硫化物的形式固定在粉煤灰中。固硫剂用于原煤、散煤、型煤、洗煤、民用煤固硫系统中,可以把燃煤中的50-95%的硫都固定下来,大大减轻燃煤锅炉后期烟气脱硫的负担,使燃煤烟气中的SO2浓度达到国家规定的排放标准。

  4. 应用领域

         LYWS高硫煤高温固硫剂主要应用于燃煤电厂锅炉、企业锅炉、高硫煤矿、各种煤质、民用炉、手烧炉、链条炉、往复锅炉、抛煤机炉、反射炉、沸腾炉、粉煤灰炉等工业锅炉。窑炉和型煤生产中应用,是解决我国工业锅炉、窑炉工况差、热效率低、劣质煤利用率低、SO2污染严重等问题的环保产品,通过煤在燃烧过程中与氧化物作用,转变为环境易接受的稳定形式而固定炉渣的新技术,用于工业生产无需改变燃煤设备及条件,劣质煤或优、劣混合煤应用可达到优质煤燃烧效果,添加固硫剂在灼热时将硫迅速固定住,固硫率可达60-80%,减少SO2的排放量。

  5. 市场前景

        燃烧中固硫以其费用低,方法简单而备受重视,被国际上公认为是治理SO2污染的最佳途径之一,但是,多年来固硫率(尤其是在高温下)始终突破不了70%的大关而使其推广受到限制。一些电厂采用固硫—尾气脱硫双重工艺来治理SO2污染,而尾气脱硫常常需要巨大的设备投入和运行管理费用。我们经过多年来的努力,通过反复改进和筛选,终于开发出LYWS高硫煤高温高效固硫剂,在模拟电厂燃煤的条件(1250℃)下,SO2固定率可达93%,比目前国内外报道的最好结果高出了20多个百分点,按照这个结果,无须尾气脱硫即可解决燃煤SO2污染治理问题,这项成果对于解决电厂及其他企业燃煤SO2污染问题无疑具有重要意义,技术指标工作温度1250℃,固硫率>90%,固硫剂用量为每吨煤使用30公斤左右(按含硫1%Ca/S比为3计算)。

        据我国煤炭脱硫的情况,选煤厂脱除1SO2的成本约500-600元;燃煤电厂脱硫装置脱除1SO2的成本为1400-1600元,(增加发电厂本1.5-3/KW.h)当采用LYWS高硫煤高温固硫剂,原煤含硫量在小于1%时,每吨原煤固硫剂成本低于15元,我国高硫煤含硫量大于(3%-10%)的原煤有数亿吨,除南方高硫煤产区外,华北地区也有不少高硫煤产区。目前由于控制燃煤中的SO2,许多城市强制禁用高硫煤,使得大量的高硫煤积压,造成了巨大的经济损失。若推广应用高硫煤固硫剂,可解决我国积压的数亿吨高硫煤,充分利用高硫煤资源的目的。

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