型煤固硫技术及其应用研究

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煤炭作为我国的主要能源,燃烧排放了大量SO2等污染气体,近几年民用燃煤SO2的污染问题日益加剧。型煤固硫技术工艺简易、成本低,有利于民用燃煤清洁高效燃烧。固硫剂的选择是影响型煤固硫技术固硫效果的最关键因素。但目前对民用型煤固硫剂研究甚少且常用的固硫剂存在高温烧结失活、固硫产物分解二次释放SO2等问题。本文采用山西昔阳某化工厂的干排废弃物电石渣作为主固硫剂制备民用清洁型煤,并对其进行燃烧固硫试验研究。以固硫率作为固硫效果的评判指标,分别研究了钙硫摩尔比、电石渣粒度和燃烧温度三个因素对电石渣固硫效果的影响以及Fe(NO33、V2O5、Na2CO3和KMnO4四种固硫助剂在1050℃时对型煤固硫的影响,从而确定出电石渣民用型煤的最佳反应条件和固硫剂、助剂配比;对其实用性能进行检测并对其燃烧后的灰渣进行XRD、SEM表征探寻其固硫机理,之后对民用型煤的实际应用进行了试验研究。主要得出如下成果:(1)Ca/S为3.5,电石渣粒度选择50目-100目之间,在950℃燃烧温度下,固硫率可达65.7%;加入Fe(NO33和V2O5的固硫效果不佳,加入占型煤质量0.2%的Na2CO3和1%的KMnO4时,在1050℃燃烧温度下固硫率分别为55.7%和57.3%。(2)对上述型煤的实用性能进行抽样检测,均超过民用型煤国家标准。固硫产物除了CaSO4外,还生成了含硫新物相CaAl6(SO44(OH)12,其包裹在CaSO4周围,抑制其分解。KMnO4作为助燃剂,提供活性氧,加快SO2与电石渣的反应进程;Na2CO3则改变了电石渣的晶格结构,使其孔径分布有利于固硫。(3)型煤实际工业化生产应用中,发现添加固硫剂和助剂后,SO2排放浓度显著降低;为节约成本,将煤泥和无烟煤混合制备型煤,当煤泥和无烟煤质量比为3:7时,SO2去除率达到了60.14%,其性能均达到民用型煤国家标准。
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