洁净型煤技术开发模板.doc

资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。洁净型煤技术开发李新生 宁卫云 刘富华 郝爱民 魏廷富 宋永玮中国科学院山西煤炭化学研究所,030001,太原 摘 要: 经质量检验及燃烧试验证明,洁净锅炉型煤具有固硫、 防水等优良的综合性能, 是一项投资少,见效快,解决煤的高效洁净燃烧,改进环境空气质量及节约能源的有效实用技术。0 引 言 中国是世界上第一产煤大国, 1994年全国生产原煤12.3亿吨, 1995年达12.98亿吨, 预计到 将产原煤14.5亿吨。1995年全国原煤产量中, 动力煤占53.44%, 但经洗选的动力煤产量只有5500多万吨, 表明中国动力煤入洗比例很小, 大量原煤直接作为燃料燃烧,造成了严重的大气污染。特别是中南和西南地区燃用高硫动力煤, 形成酸雨, 严重影响了环境和生态平衡, 造成巨大的经济损失1。 当前, 国内约有45万多台中小型锅炉, 年耗煤量达3亿多吨。大量燃用煤炭所造成的环境污染越来越严重, 已引起了国内及邻边国家的密切关注。为了改变这种状况, 根据中国国情, 发展型煤技术是一项投资少、 见效快, 解决煤的高效洁净燃烧, 改进环境空气质量及节约能源的行之有效方法。”七五”期间, 中国的型煤技术及配套设备的开发取得了一定进展。但当前, 燃用锅炉型煤的用户极少, 除环境意识差及经济原因外, 技术上仍存在着火延迟, 固硫率较低及防水性能差等缺点。为对实现”九五”环保目标”实行污染排放总量控制”提供实用技术, 在国家计委的支持下, 我们承担了”民用新型洁净煤技术开发”的课题, 针对锅炉型煤当前存在的缺点, 进行了提高综合性能的民用新型锅炉型煤的研究开发。研制出了固硫防水粘结剂配方, 并在工业生产线上进行了加工, 批量生产出了150多吨的洁净锅炉型煤, 在DZL41.25A型4t/h 链条锅炉中进行了半个月的燃烧试验。从型煤质量及其燃烧的热工测试、 环保测试结果看, 综合技术指标达到了国内先进水平。1.锅炉型煤的生产1.1 原料煤 采用山西河津地区动力用煤, 其含硫量在2.81% , 属中高硫煤。其煤质分析结果见表1。 表1 原料煤煤质分析 项目 名 称工 业 分 析 ar /% M A V FC元 素 分 析 ar /% C HO N St河 津 烟 煤2.10 17.77 12.84 67.2969.81 3.34 3.18 0.99 2.81 项目 名 称发 热 量 /MJ/Kg Qnet,p,ar灰 熔 点 / DT ST FT河 津 烟 煤27.501460150015001.2 锅炉型煤生产的优选配方根据实验室研制出的洁净锅炉型煤技术, 确定了在工业生产线上批量生产锅炉型煤的生产配方, 详见表2。 表2 锅炉型煤的生产配方 组分 名称原料煤W%固硫剂 W%助燃剂W%防潮剂W%粘结剂W%锅炉型煤83.014.50.40.032.01.3 锅炉型煤生产工艺参数 原料煤粒度: 13mm%94.393.0防潮性 h72723.锅炉型煤的燃烧试验 3.1 燃烧试验及热工、 环保测试 在山西省河津市型煤厂的工业生产线上批量加工了固硫、 防水锅炉型煤约150多吨, 在DZL41.25A 型4t/h链条锅炉中进行了型煤与原煤的对比燃烧试验。燃烧试验连续进行了半个月。试验期间, 由山西省节能监测中心分别对型煤和原煤散烧进行了热工测试, 环保项目的测试由中国核工业总公司理化工程研究院承担。热工测试结果汇总于表5,锅炉燃烧环保项目的测试结果列于表6。 表5 热 工 测 试 结 果项目单 位型 煤,负荷 84% 52%平均值原 煤,负荷 72% 50%平均值型煤比原煤平均差值蒸发量t/h3.3582.0722.7152.8932.0122.452+0.262耗煤量Kg/h394263328.5406305355.527.0单位煤耗Kg/t117.3126.9122.1140.3151.3145.823.7单耗折标煤Kg/t93.2100.997.1131.8142.1137.039.9蒸汽压力MPa0.550.550.550.500.500.50+0.05过剩空气系数1.612.432.022.542.772.660.64炉膛温度120811361172114010331086+86炉渣含碳量%8.029.308.6638.7039.1238.9130.25热效率正%82.6977.1479.9260.3257.6859.00+20.92负%84.1279.1481.6363.4761.8262.65+18.98表6 锅炉燃烧环保测试结果 项目 名称SO2 mg/Kg煤 mg/Kg标煤TP* mg/Kg煤 mg/Kg标煤原 煤4.661044.591044.501044.41104锅炉型煤1.991042.631046.221038.21103*除尘器前测定结果 项目 名称B(a)P mg/Kg煤 mg/Kg标煤林格曼黑度原 煤5.261035.18103锅炉型煤2.441033.2210313mm%9094.393.0防潮性 h* 247272烟尘排放量减少 %6081.4*固硫率 %40-5055.6*节煤率提高 %15-2725.3*水中浸泡保持形状不散的时间*中国核工业总公司理化工程研究院 *根据山西省节能监测中心热工测定结果计算 4.分析与讨论 4.1 节煤 从热工测试结果中能够看出, 燃用原煤时, 锅炉的热效率低于型煤。分析其主要原因是: 燃用原煤时的固体不完全燃烧损失率( q4) 较型煤高了约15%;由于粉煤成型后的锅炉型煤具有一定粒度, 不易从炉蓖上掉落, 燃烧时基本无漏煤损失, 也不易被烟气流带出, 很少飞扬损失;同时也与型煤配方的优化有关,新型锅炉型煤的优选配方中, 加入了助燃催化剂后, 降低了型煤的着火点及燃尽温度, 使型煤在燃烧时迎火焰面开裂呈花卉状, 有利于氧气和燃烧产物的相互扩散换质, 促使型煤燃烧更完全, 灰渣含碳量降至8%9%, 提高了碳的利用率。另外, 在燃用型煤时根据其块度均匀、 大小适中, 通风条件好, 但着火较散煤慢的特点, 采用了”高煤层、 低风速、 慢推进”的操作方法, 使型煤予热较充分, 过剩空气系数小, 有利于型煤的引烧, 也降低了排烟热损失。上述措施均对提高热效率产生了良好的效果, 因而获得了较高的节煤率。4.2 环境效益 层燃锅炉一般燃用宽筛分的原煤, 小于3mm的末煤较多, 在锅炉火床上各区密实程度将不相同, 容易产生通风阻力不均一的情况, 在通风阻力较小处则会产生风洞, 不但影响了床层稳定燃烧, 也因风速较大, 吹走了大量末煤及细灰, 造成高的烟尘排放浓度, 污染了环境。由于型煤粒径相同, 火床上阻力均匀, 不会形成风洞, 型煤的含末率很小, 且燃尽后灰渣也不完全散碎成粉末, 因此烟气中含尘量, 较燃用原煤时降低80%以上。 型煤是加工的产物, 故能够根据原煤的性质, 加入不同助剂使煤改质。新型锅炉型煤在加工时加入了固硫剂、 助燃催化剂, 改进了煤的燃烧特性及固硫效果, 因而降低了烟气中SO2的排放浓度, 减少了对环境的污染。 燃用锅炉型煤, 使烟气中烟尘含量及SO2排放浓度大幅度地降低, 改进了大气环境质量, 具有显著的环境效益。 5.结语 5.1 民用洁净锅炉型煤配方先进合理, 各项技术指标综合性能居国内先进水平。5.2 燃用洁净锅炉型煤, 较燃用原煤大幅度地降低了烟尘及SO2的排放量, 对改进环境大气质量有显著效果。 5.3燃用洁净锅炉型煤可提高煤炭的利用率, 热效率提高约20%, 节煤率达25%, 可获得一定的经济效益。 5.4现有的工业锅炉及民用锅炉,不需进行锅炉改造就可燃用型煤,可节约改造费用,因此,洁净型 煤是符合中国国情的一项实用技术。 参考文献1. 张坤民,过孝民,樊元生. 环境保护,1996,4:2 2. 陈文敏,李文华,徐振刚主编. 吴春来,成玉琪,白浚仁审定. 洁净煤技术基础. 北京:煤炭工业出版社, 1997,3:107 3. 李师仑. 洁净煤技术, 1995,2:13 4. 李师仑. 中国能源, 1997,8:24