型煤固硫添加劑對固硫劑固硫效率的影響

煤炭加工與綜合利用40COAL PROCESSING & COMPREHENSIVE UTILZATIONNo.6, 2009型煤固硫添加劑對固硫劑固硫效率的影響李雪，徐東耀，孫崢(中國礦業(yè)大學(xué)(北京)化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院，北京10083)摘要:論述了實(shí)驗室中固硫劑固硫率的測定方法，試驗研究了Ca/S對不同煤樣固硫宰的影響，并對以Ca (0H)2為固硫吸收劑，Mg, Si, Al氧化物為固硫添加劑的型煤在高溫燃燒過(guò)程中的固硫效果進(jìn)行了研究，通過(guò)正交試驗確定出最好的添加劑比例。關(guān)鍵詞:型煤;固硫劑;添加劑;正交試驗;研究中圖分類(lèi)號: TQ53文獻標識碼: A文章編號: 1005-8397 (2009 )06-0040-03對于用于燃燒的煤炭，可以把鈣系化合物加待溫度穩定后，計時(shí)，15min 后取出。冷卻后,人到煤中制成型煤，使大部分硫在煤燃燒后殘留準確稱(chēng)取其重量，然后將灰渣放人50mL燒杯中,在煤渣中，這是解決燃煤對大氣污染的有效方法加入0.5~1mL乙醇潤濕，加人鹽酸50mL,蓋上之一。鈣系化合物包括石灰石(主要成份為表面皿，搖勻,在電爐上加熱，微沸30min。稍CaCO3)、生石灰(主要成份是CaO)和熟石灰(主.冷后，先用傾瀉法通過(guò)致密的慢速定性濾紙過(guò)要成份是Ca(0H)2),它們被用作固硫劑時(shí),濾，用熱水沖洗煤灰數次，然后將煤灰全部轉移稱(chēng)為鈣系固硫劑。采用鈣系固硫劑成本低，在簡(jiǎn)到濾紙上，并用熱水洗到無(wú)鐵離子為止。若濾液化凈化操作過(guò)程達到固硫效果的同時(shí),還能提高呈黃色，則需再加人約1g鋅粉，微熱使黃色消煤的熱利用率，從而受到了人們的普遍關(guān)注。鈣失后再過(guò)濾，用水洗到無(wú)氯離子為止。向濾液中系化合物來(lái)源廣、價(jià)格低廉，廣泛應用于煤燃燒加2~3滴甲基橙指示劑，用氨水中和至微堿性,過(guò)程中的固硫。前人在實(shí)際工作中發(fā)現，往固硫再加鹽酸調至溶液成微酸性,過(guò)量2mL,加熱到吸收劑中加入少許堿金屬化合物，能大大改善其沸騰，在不斷攪拌下滴加10%氯化鋇溶液10mL,脫硫效率。因此往固硫劑中加入有效且廉價(jià)易得放置過(guò)夜，用致密慢速定量濾紙過(guò)濾，并用熱水的固硫添加劑是一-項重要的研究工作。洗到無(wú)氯離子為止(用硝酸銀溶液檢驗)。將沉淀物連同濾紙移人已知質(zhì)量的瓷坩堝中,先在低溫1實(shí)驗方法下灰化濾紙，然后在溫度為800 ~ 850C的馬弗爐固硫率的測定采用化學(xué)法，根據灰渣中的硫中灼燒40min。取出坩堝,在空氣中稍稍冷卻后,酸鈣難溶于水，但易溶于鹽酸，而硫酸鹽礦物不放人干燥器中冷卻至室溫，稱(chēng)量。溶于鹽酸的原理，把灰渣中的硫酸鹽全部轉化成對每- -批試劑應進(jìn)行空白測定，取二次測定沉淀物，稱(chēng)其重量,即可計算固硫率。值的算術(shù)平均值作為空白值。稱(chēng)取200目以下原煤與不同的主固硫劑、固實(shí)驗測定結果按式(1)計算:硫添加劑，用研缽研磨均勻,準確稱(chēng)取煤樣1土s. . = (m-m) x0.1374x 100(1)0.1g分別放人兩個(gè)瓷舟中，將兩瓷舟同時(shí)放人已m升溫到10009的管式爐爐管中，同時(shí)通人空氣，式中: s..-空氣干燥煤樣中硫酸鹽硫含量,%;凹質(zhì)量，B;收稿日期: 20909.28中國煤化工!質(zhì)量，g;作者簡(jiǎn)介:李雪(1982-), 女,北京人，中國礦業(yè)大學(xué)(北京)化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院200級在讀碩士研究生,電話(huà):FYHcNMHG為硫的系數;13683242159。m-煤樣質(zhì)量， go2009年第6期李雪，等;型煤固硫添加劑對固硫劑固硫效率的影響412煤樣的選擇4固硫添加劑的正交試驗結果選用山西某煤礦的3種煤樣進(jìn)行試驗。經(jīng)分在高溫固硫過(guò)程中,鈣系固硫劑本身固硫率析, 3種煤的硫分分別為0.627%， 1.08%，偏低，需要較高的鈣硫比，即加入較多的固硫2.06%，代表了低、中、高硫分煤。根據硫分測劑，這樣會(huì )導致燃煤的灰熔點(diǎn)降低;在有些情況定結果，結合所采用的實(shí)驗方法以及實(shí)驗所用的下，灰熔點(diǎn)的降低會(huì )導致鍋爐燃燒工況的惡化，藥品和儀器性能，確定固硫劑為200目以下的.用戶(hù)無(wú)法使用固硫劑，因此無(wú)法達到固硫目的。Ca(OH)2, Ca/S為1.5, 溫度為1000%。在這三另外鈣系固硫劑加入量過(guò)多，會(huì )導致燃煤外觀(guān)呈種煤中加入固硫添加劑，研究其固硫效果?，F灰白色，引起用戶(hù)顧慮。因此必須提高其固硫效率,降低實(shí)際用量。這就使固硫添加劑的研究3 Ca/S 對固硫率的影響成為必要，固硫添加劑的加入能改善主固硫劑由于Ca/S的大小不僅是影響固硫效果的關(guān)Ca(0H)2的固硫能力，在- -定程度上提高了固鍵因素,而且直接影響到原煤的發(fā)熱量。因此，硫率,有時(shí)甚至能大范圍的改變固硫率。研究固在不同Ca/S值條件下進(jìn)行實(shí)驗，測定固硫率，硫添加劑的作用，首先要通過(guò)正交實(shí)驗分析各添.實(shí)驗結果如圖1、圖2和圖3所示。由圖中可以加劑對固硫效果的影響(見(jiàn)表1 ~6)?？闯?，1 號煤在Ca/S為2時(shí)，固硫率達到最高，本實(shí)驗使用主固硫劑Ca( 0H)2，固硫添加劑2號煤的固硫率隨著(zhù)Ca/S的增加而增加，3號煤采用Mg(A)、Si(B)、Al(C)。為研究它們的交在Ca/S為1.5時(shí)固硫率最低。雖然提高Ca/S會(huì )互作用，選用L16(45 )正交表來(lái)設計試驗。增加固硫率，但增大Ca/S不但增大了固硫劑的表11 號煤L16(4)正交試驗結果消耗量,提高了成本，降低了煤炭的發(fā)熱量，而2且增加了煙氣中飛灰的含量，從而導致鍋爐尾部因素實(shí)驗結果實(shí)驗154.78受熱面及除塵系統出現許多新的問(wèn)題。實(shí)驗21256. 42.實(shí)驗357. 17853.92實(shí)驗5253.7351.1元52. 9120-實(shí)驗8257.19實(shí)驗9.58. 89Ca/S.實(shí)驗10 351.01 .圖1 Ca/S對固硫率的影響(1號煤)實(shí)驗1158.00實(shí)驗12 361. 32實(shí)驗13 457. 65100實(shí)驗14.58.15實(shí)驗1557.32實(shí)驗16.57.431均值1 55.573 56.262 55.328 56.7777 55.075均值253.733 54.157 57.197 57.315 56. 413均值357.305 56.350 57.837 54.835 56. 810圖2 Ca/S 對固硫率的影響(2號煤)均值457.625 57.465 53.873 55.308 55. 938.極差3.892_ 3.3083.964 2.480_ 1.735040}分析正交實(shí)驗結果表明，Mg, Si, Al各因素對1十小為: Al> Mg>0.5 1.0 52.0 25 3.0Si中國煤化工不顯著(zhù)，Al因素影:H. CN MHG A4B4C3為最佳圉3 Ca/S 對固硫率的影響(3號煤)配比條件。42煤炭加工與綜合利用2009年第6期表21號煤Ln6(45)正交試驗結果方差分析結果表53號煤L6(4' )正交試驗結果因素偏差平方和自由度FEF臨界值顯著(zhù)性所在列實(shí)驗結果38. 6170. 0844. 76047.4122. 875 .0. 0504.760實(shí)驗2149.139. 1000.08551. 63誤差920 2549. 19實(shí)驗5:50.9表3 2號煤L2s{4 )正交試驗結果實(shí)驗650. 193實(shí)驗749.97因素C實(shí)驗8248.03實(shí)驗149.95 .實(shí)驗951. 48實(shí)驗10 349.4 .實(shí)驗2249. 46實(shí)驗1150. 75實(shí)驗355.42實(shí)驗1251. 98實(shí)驗453.7749.71實(shí)驗551. 7845. 16實(shí)驗1447.88實(shí)驗1550.7249.27實(shí)驗1656.76實(shí)驗845.54均值1 49.332 49.875 51.277 49.310 48. 89049.79 .均值2 49.773 49.142 50.675 49.398 51.827實(shí)驗1047.84 .均值3 50.902 50.767 49.755 52.172 50.87749.34均值4 51.267 51.490 49.568 50.395 49. 68044.444實(shí)驗1357.47極差1.935 2.348 1.709 2.862_ 2.93751.5145.62表63號煤L2o(4)正交試驗結果方差分析結果實(shí)驗16 449.06因素偏差平方和 自由度F比F臨界值顯著(zhù)性均值1 52.150 52.248 48.377 48.792 47.23810. 0480.024均值2 47.938 48.492 47.825 50.453 49. 395B12. 6150.030均值3 47.852 49.913 50.565 51.025 50. 622c7.7130. 018均值4 50.915 48.203 52.087 48.585 51. 600846. 49極差4.298 4.045 4.262 2.440 4.362表4 2號煤L6(4*)正交試驗結果方差分析結果5.結語(yǔ)因素偏差平方和自由度F比F臨界值 顯著(zhù)性因Ca(OH)2具有-定的優(yōu)越性，所以型煤s..9910.131燃燒選擇Ca( 0H)2作為實(shí)驗用主固硫劑。綜合40. 9390.09646. 8490.110考慮固硫劑的加人量對燃煤發(fā)熱量以及固硫率的855. 44影響，由實(shí)驗數據知，CavS取1.5固定后，由正交實(shí)驗中得出各添加劑對主固硫劑的影響，確分析正交實(shí)驗結果表明，Mg， Si, Al各因素定添加劑的種類(lèi)主要是Al, Si, Mg。對2號煤的固硫率影響因素大小為: Mg> Al >Si,其中Al、Si兩個(gè)因素影響不顯著(zhù)，Mg 因素參考文獻:影響顯著(zhù),在實(shí)驗范圍內，確定A1BIC4為最佳1] 王方層燃爐的理想燃料-型煤[J]. 煤炭加工與綜配比條件。合利用，1985(1): 50-57.分析正交實(shí)驗結果表明，Mg, Si, Al各因素[2] 李峰.山東省二氧化硫排放總量的預測模型[]環(huán)境科學(xué)研究，1995(6): 49-51. .對3號煤固硫率影響因素大小為: Si> Mg> Al,[3]中國煤化工. Wet 煤中黃鐵礦及其中Mg、Al兩個(gè)因素影響不顯著(zhù)，Si 因素影響, 192<1); 90-94.顯著(zhù)。在實(shí)驗范圍內，確定A4B4C1為最佳配比[4MHC N M H G粉固磽燃燒的動(dòng)力學(xué)條件。研兗[J].環(huán)境科學(xué)學(xué)報，2005, 25(8): 1004 -1010.