燃用高硫煤锅炉空预器选型分析

为有效解决2×660MW燃用高硫煤超超临界机组空预器堵塞问题,研究了回转式空预器和管式空预器特性,分析了机组特点,提出了回转式空预器和管式空预器两级换热器串联方案,并探究了该方案对机组锅炉效率的影响。研究表明,相比于常规回转式空预器方案,采用回转式空预器和管式空预器两级换热器串联方案时,回转式空预器的出口排烟温度高于烟气酸露点,有效解决了机组空预器腐蚀堵塞问题,同时在保证设备安全下使锅炉效率提高1%。

高硫煤基多孔碳材料的可控制备及其用于锂硫电池

高性能、低成本的多孔碳材料是理想的锂硫电池硫宿主材料,但利用廉价的原料实现其规模化制备仍面临巨大挑战。以资源丰富的高硫煤为原料,采用氧化镁和氢氧化钾作为模板剂和活性剂,制备了煤基多孔碳材料,并研究了其作为锂硫电池硫宿主材料的构效关系。研究发现,煤基碳材料制备过程中,模板剂MgO作用下产生介孔(占比74%);活性剂KOH主要导致微孔(占72%)生成;MgO和KOH共同作用制备的碳材料PCMgO+KOH比表面积大(1616 m^(2)/g)、孔容高(1.02 m^(3)/g)、孔结构丰富(介孔54%、微孔46%)。电化学性能测试结果表明,S@PCMgO+KOH具有良好的倍率性能和优异的循环稳定性,在1 C充放电倍率循环500圈后容量仍能保留553.2 mAh/g,容量保持率达65.5%,每个循环的衰减率低至0.069%;在2 C下,循环500圈后容量为484.0 mAh/g,容量保持率为63%,每圈衰减率仅0.075%,具有良好的倍率性能和优异的循环稳定性。PCMgO+KOH优异的电化学性能主要来自其较小的欧姆电阻和电荷转移电阻、快速的多硫化物氧化还原反应动力学及对多硫化锂优异的束缚能力。本研究为价廉性高的锂硫电池硫宿主材料的制备提供了可选择的路线。

红沙岗高硫煤循环流化床富氧气化炉内脱硫试验研究

为进一步拓宽兰石金化首套千吨级循环流化床加压煤气化示范项目原料来源,解决甘肃省武威市民勤县红沙岗2号煤矿高硫煤(以下简称“红沙岗高硫煤”)使用下游脱硫成本过高的问题,在5 t/d的新型循环流化床富氧气化中试试验平台上,进行了红沙岗高硫煤气化炉内石灰石干法脱硫试验,考察了在气化温度为920~980℃、钙硫摩尔比为1∶1~1.5∶1的工况条件下煤气脱硫效果。结果表明,在温度为950℃、钙硫比为1∶1、富氧浓度为35.46%条件下,气化炉内脱硫效率达75.30%,脱硫效果显著,可减少下游脱硫装置投资和运行成本,综合效益明显。

燃用高硫煤电厂的超低排放工程改造实践

在当前全社会环保意识不断增强的大背景下,高硫煤电厂排放问题引起了广泛关注。通过分析污染物排放、环境影响及法规标准,介绍超低排放技术,对案例进行分析和评估,探讨燃用高硫煤电厂超低排放改造的可行性和效益,强调改造过程中可能面临的技术、管理和社会认可等挑战,以期为高硫煤电厂超低排放工程改造提供有力的指导,促进环境保护和可持续发展的实现。

燃烧高硫煤对冲锅炉水冷壁高温腐蚀研究

针对某电厂哈尔滨锅炉厂设计制造的HG1021/18.2-YM3型亚临界自然循环锅炉水冷壁高温腐蚀问题进行了研究,在检修期间了解到水冷壁存在较为突出的腐蚀问题,并针对问题提出风向调整和假想切圆直径改造方案,了解改造后水冷壁高温腐蚀问题的改善效果。分析认为与低氮改造后空气分级燃烧技术、四角切圆燃烧器直径过大有关;通过改造后炉内速度场、温度场、CO浓度场和O_(2)浓度场、H_(2)S浓度场观察,证实改造方案可改变火焰冲刷问题、缩小高温区域、提升氧化性气氛,调节炉内H_(2)S浓度。最后通过实际工程验证,改造后方案可有效改变水冷壁重点区域高温腐蚀问题。

预分解窑使用高硫煤的危害及应对措施

目前国内一些预分解窑水泥生产线使用高硫煤煅烧熟料时面临诸多问题,例如结皮结圈、熟料质量低、气体循环富集、工况紊乱等。减少煤中硫化物危害最有效的方法是将硫排出系统不再参与循环富集,具体可以从设备更换、原燃材料配料调整、工艺优化、精细操作几个角度进行调整。以A、B、C厂使用不同硫含量的高硫煤煅烧熟料为例,分别走不同的技术路线采取应对措施。实践经验是:每个水泥厂需要分析高硫煤的化学成分,对应分析生料成分及本厂的实际生产工况,结合熟料质量要求对症下药。通过配料合理、工艺恰当、精细化操控等措施,让多余的硫化物转变为熟料组分,保证系统稳定运行且熟料质量达标。

晋城高硫煤大分子结构表征及模型构建

从分子水平上认识、表征高硫煤的结构特征对于清洁高效利用高硫煤具有关键意义。利用工业元素分析、高分辨率透射电镜、激光解吸飞行时间质谱、13C核磁共振波谱和X射线光电子能谱技术对晋城高硫煤的分子结构进行表征。结果表明:晋城高硫煤中的芳香层片长度分布范围较宽,且以2×2和3×3形式居多;杂原子结构中氮原子以吡啶氮和吡咯氮为主,硫原子的存在形式包含硫醇、硫醚、噻吩、亚砜和砜等多种结构,氧原子主要存在于羟基、羰基、和醚氧中,同时,结构中脂肪侧链长度较短,且支链化程度较低。根据高分辨图像提供的芳香碳骨架信息,从中选取327个芳香层片作为结构模型的基本骨架,在依次实现脂肪结构和杂原子官能团的添加后对其进行优化,得到了与上述实验数据吻合的高硫煤分子结构模型,模型由95个单体分子组成,原子数量为18882个,分子式为C_(12119)H_(6279)O_(214)N_(118)S_(152),分子量为161647Da。通过构建的分子结构模型可应用于进一步研究高硫煤的物理化学性质及反应性等。

高硫煤在炼焦配煤中的应用实践

探讨如何利用好省内低硫、低变质、高挥发的气煤和1/3焦煤炼焦煤资源,充分利用煤岩相分析、工业分析以及40kg小焦炉试验等分析手段,优化配煤方案,增加强黏结性、高硫炼焦煤的配用,以达到稳定焦炭热强度、控制焦炭硫分和降低炼焦配煤成本的目的。

基于高硫煤不同添加比例的配煤炼焦试验研究

合理利用不同类型的高硫炼焦煤资源以及提升其在炼焦配煤中的比例,其为实现炼焦过程中降本增效的有效手段。以工业实际生产炼焦配煤为基础,分别选取1种高硫焦煤和高硫肥煤,利用工业分析、黏结指数、胶质层指数、吉氏流动度、奥阿膨胀度等分析高硫煤与基础配煤中低硫煤的基本煤质特性,利用X射线光电子能谱(XPS)、红外光谱(FTIR)、核磁波谱(^(13)C NMR)分析确定不同炼焦煤的硫赋存形态及碳结构参数,利用40 kg焦炉炼焦试验对比分析不同比例高硫煤的配入对配煤焦炭质量的影响。结果表明,高硫焦煤和肥煤碳结构中的脂肪链长度较长,使得成焦过程中能够分解产生更多的含氢基团,软化熔融产生的胶质体的流动性好、塑性温区宽,能够与配煤中其他煤种进行更有效黏合。高硫焦煤和肥煤中硫化物、亚砜、砜等形态硫在炼焦过程中分解及与含氢组分结合生成的含硫气体随挥发分释放,单独炼焦脱硫率分别达到32.78%和42.61%。炼焦配煤中高挥发分、高流动度的高硫肥煤配入比例过高,成焦过程膨胀压力、焦炭收缩应力、焦炭孔隙率的增加,使焦炭强度出现下降。高硫焦煤和高硫肥煤分别以2%和3%配入炼焦配煤,得到焦炭的机械强度与基础焦炭相近,但反应后强度提升至56.0%。

基于非分光红外法的高硫煤样全硫测定精度改善研究

非分光红外法(NDIR)以其快速、非接触、试剂污染少、高选择性和低检出限的优势而被广泛用于煤样全硫的测定,但由于样品中硫的释放特性不同导致二氧化硫检测器输出的吸收峰谱差异较大,因而在动态测定场合中采用积分面积法进行全硫测定时,峰谱变化对硫检测器动态检测性能的要求更高,尤其在高浓度测定时易出现吸收饱和、输出信号呈现严重的非线性从而影响全硫测定结果的精度。结合非分光红外检测原理,从高浓度测定时NDIR的响应角度剖析高硫煤样NDIR全硫测定的特点,提出气路缓冲、吸光度线性化2个NDIR全硫测定精度改善方法,以改善检测器响应区间及有效控制检测器的测定误差。吸光度线性化算法用于标样测试的应用验证结果表明:通过气路缓冲装置的气流均匀化效应可降低待测二氧化硫的浓度峰,使得NDIR检测器工作在合理的浓度范围;吸光度标定算法可将检测器的非线性响应线性化,能显著改善高硫样全硫测定精度。

高硫煤硫分、灰分随煤粒度变化的分布规律及分形特征

以二叠系龙潭组4个煤层高硫煤原煤为研究对象开展实验研究。经统计计算得出硫分、灰分随煤粒度变化的分布;运用分形模型揭示高硫煤中硫分、灰分分形特征;利用幂函数曲线拟合了计算破碎后煤样最大粒度,以期降低模型误差。结果表明:黄铁矿和硫酸盐硫易分离但不易破碎,会聚集在大颗粒煤样中,导致高硫煤样硫分随粒度级的降低而减小;粒度越小,灰分相对于可燃质来说较细,有较多的灰分被筛分分离导致高硫煤样灰分随粒度级的降低而减小;煤的硫分及灰分具备分形特征,经计算4种煤样硫分、灰分平均分形维数分别为2.38194、2.40597,分形特征复杂;当煤样趋于细粒度级时,硫分及灰分所占比重较大;煤样破碎后,最大粒径尺寸无法确定,且粒度大小对硫分、灰分混合物中各种单一物质的质量分数、分形特征等影响均不相同,导致负累积产率实际测量值与模型计算值存在较大的误差。通过拟合计算得出最大粒度可以大幅度降低部分误差。

高硫煤作为炼焦煤掺合料研究

为了节约我国稀缺的炼焦煤资源和提高经济效益,从而使高硫煤作为炼焦配煤的掺合料成为可能,采用理论推理和实验对比的方法,进行了高硫煤的炼焦硫分的转化实验和不同有机硫含量配比实验。结果表明,高硫煤中富含有机硫容易出低硫焦煤,无机硫中黄铁矿在高温分解时会在煤的有机质作用下无机硫向有机硫的转化。瘦煤、焦煤、肥煤、气煤在干燥基全硫的质量分数为1.00%~2.50%时,瘦煤、焦煤、肥煤、气煤中优化的有机硫的质量分数一般小于70%、70%~90%、大于90%、大于95%。该方法是一种经济可靠,具有模拟生产效果的特点。

燃高硫煤锅炉回转式预热器防堵及防腐措施及工程应用

随着国家节能环保政策趋严,要求燃煤锅炉有更低的NO_(x)排放。受喷氨均匀性及氨逃逸等影响,回转式预热器易发生腐蚀及硫酸氢氨堵塞问题,锅炉燃用高硫煤时,此问题愈发严重。为了解决燃高硫煤面临的回转式预热器腐蚀及堵塞难题,提出回转式预热器耦合管式预热器同时采取分区干烧的技术措施。结果表明:该技术可以有效解决回转式预热器腐蚀及堵塞问题,提高机组运行安全性及经济性。

孙庄洗煤厂高硫煤配洗的研究与应用

随着煤炭资源的日益消耗,我国低硫煤储量不断下降,为了缓解能源压力,高硫煤受到人们越来越多的关注。但高硫煤因燃烧产生的有害气体对环境造成严重污染而不能被大面积投入利用,因此,高硫煤的清洁利用显得尤为重要。冀中能源峰峰集团有限公司马头洗选厂下属单位孙庄洗煤厂,通过对高硫原煤进行常规重选脱硫及采取“高+低”硫原煤、精煤搭配入洗和销售的方式,降低了精煤硫分,提高了精煤质量,产生了较好的经济效益和社会效益。一、项目背景河北邯郸峰峰矿区是我国最早开发利用的矿区之一,至今已有130多年的开采历史,同时也是我国焦煤和动力煤的重要生产基地。但随着煤炭资源的开发利用,优质煤炭储量不断减少,高硫煤产量呈逐年上升趋势。而高硫煤因其经济价值低,不易被市场和用户接受。因此,如何充分利用现有煤炭资源,实现效益最大化,是实现创收的一项重要课题。

高硫煤烟气湿法脱硫氧化空气风机设计技术经济分析

基于石灰石-石膏湿法烟气脱硫化学反应机理,提出了强制氧化工艺的氧化空气风机参数计算模型。对可用于氧化空气风机选型的罗茨风机、多级离心鼓风机、单级高速离心鼓风机、空气悬浮鼓风机、磁悬浮鼓风机特性进行了比较。阐述了高硫煤烟气脱硫氧化空气供给技术,并对不同型式的氧化空气风机选型设计进行了技术经济性分析。对石灰石湿法烟气脱硫氧化空气系统设计、氧化空气风机选型设计具有指导意义。

用XPS研究新西兰高硫煤热解过程中氮、硫官能团的转变规律

选择一种高硫新西兰煤（NXL）作为研究对象,高纯Ar气氛中,以5℃/min的升温速率在管式炉中热解,热解终温为300～1 000℃.用XPS研究煤及不同温度下半焦中氮、硫的赋存形态.将N1s谱图用Lorentzian-Gaussian拟合分为四个峰：N-6（398.8±0.4） eV、N-5 （400.2±0.3）eV、N-Q（401.4±0.3）eV和N-X（402.9±0.5）eV;S 2p谱图分为六个峰：硫铁矿（162.5±0.3）eV、硫化物（163.3±0.4）eV、噻吩（164.1±0.2）eV、亚砜（166.0±0.5）eV、砜（168.0±0.5）eV和硫酸盐硫（169.5±0.5）eV.结果表明,煤中氮元素的主要存在形式是吡啶、吡咯、质子化吡啶和氮氧化物;低于600℃,半焦中的氮元素主要以吡啶和吡咯形式存在;随温度的升高,吡咯向吡啶转化;当温度超过900℃,氮氧化物这一形态消失.该煤中的硫以有机硫为主,其中,噻吩硫占50％以上;随着热解温度的升高,煤中的硫铁矿硫逐步转化为无机硫化物,600℃时分解完全.

兖州高硫煤的加氢热解脱硫及脱硫动力学

在加压热天平上，考察了氢气和氮气气氛下高硫煤的热解脱硫。利用气相色谱在线分析研究了硫化氢气体的逸出规律。结果表明，加氢热解比氮气下的热解有着更显著的脱硫作用，脱硫率可达９０％以上。而且加氢热解下６５％的脱除硫转化为气相硫化氢，而氮气下热解则有８０％的硫转化为液相。两种气氛中硫化氢的逸出曲线都表现为两个峰，低温峰来源于脂肪族含硫化合物中硫的脱除，高温峰来源于硫铁矿和噻吩类含硫化合物中硫的脱除。动力学处理表明，对应于硫化氢的脱除峰，兖州煤的加氢热解和氮气下的热解脱硫过程宏观上可分为两段。采用简单的总包一级反应模型对脱硫动力学参数进行了计算。

贵州凯里梁山组高硫煤中稀土元素的富集及其地质成因

基于电感耦合等离子质谱、X射线衍射等测试结果,分析了贵州省东部凯里地区下二叠统梁山组高硫煤中稀土元素的分布特征,探讨了稀土元素在煤中赋存方式和地质成因。结果表明:凯里煤中稀土元素含量远高于中国煤、美国煤和世界煤中稀土元素含量的平均值,轻稀土元素相对富集,煤层中稀土元素的物质来源具有一致性。研究认为:煤中稀土元素的赋存与黄铁矿有关,也存在一部分稀土元素通过原生富集而赋存在惰质组和壳质组中的可能性;相对较弱的泥炭沼泽水动力条件以及偏碱性还原的环境更有利于稀土元素在煤中的富集,海水对泥炭沼泽的影响是造成煤中富硫以及利于稀土元素富集环境条件发育的一个重要原因。

用白腐菌脱除重庆高硫煤中硫的研究

首次将白腐菌应用于煤炭脱硫，并对其可行性、原理进行了摸索．通过正交试验研究了白腐菌在煤炭脱硫过程中细菌数量、煤浆浓度、煤粒度和预处理等各因素对其脱硫的影响，并筛选出各因素的最佳试验条件，在此基础上探讨了白腐菌脱硫的降解规律．实验结果表明，白腐菌煤炭脱硫是完全可行的，而且白腐菌脱硫速度较快，２ｄ内可脱除煤中无机硫的５５３０％、全硫的４４５４％．

电解还原法强化高硫煤浮选脱硫机理研究

采用电解还原法对高硫煤预处理后,使煤表面的含氧官能团减少,疏水性增强;同时,黄铁矿表面初始氧化产物如单质硫和多硫化物被还原,亲水性增强.煤粒和黄铁矿颗粒两者的表面性质向相反的方向改性,从而实现强化浮选分离的目的.理论上分析了煤和黄铁矿表面的改性机理,并通过试验验证了电解还原法强化浮选能够明显地降低浮选精煤中的硫分.对不同煤样的浮选结果表明:北宿煤样的黄铁矿脱除率可达89％以上.