燃用高硫煤锅炉受热面硫腐蚀分析与防治

燃用高硫煤会引发水冷壁高温硫腐蚀减薄、横向开裂及尾部烟道的低温露点腐蚀。对三类腐蚀失效样品进行宏观检查、金相分析、扫描电子显微镜观察及能谱分析,结合现场工况,分析腐蚀机理与原因,得出燃煤全硫量及现场吹灰器布置对高温硫腐蚀具有重要促进作用的结论。基于该结论,建议电厂在检修期间加强对吹灰器附近管道壁厚进行检查,该建议已帮助多个机组顺利排除安全隐患。

高硫分燃煤电厂超低排放颗粒物排放特性分析

某高硫分燃煤锅炉在经过超低排放改造后,颗粒物排放浓度仍较高,检测发现锅炉脱硫装置出口颗粒物存在较多亚微米级颗粒物,主要包含飞灰、SO_(3)胶体、硫酸钙结晶体以及少量含碳物质,通过进一步分析,烟气温度会影响电除尘器去除粉煤灰、SO_(3)的能力,控制电除尘器入口烟气温度低于120℃,能有效提升细小飞灰、SO_(3)去除效率。

利用巨大芽孢杆菌处理高硫和低硫煤矸石制备肥料的研究

煤矸石的大量堆积严重威胁到环境和人类身体健康,采用绿色环保的方法处理煤矸石,是对其进行综合利用的有效途径。利用巨大芽孢杆菌（ACCC10011）处理分解煤矸石制备煤矸石肥料,探索了煤矸石粒度、接菌量、体系p H、培养时间、温度、震荡条件及干湿条件对其分解效果的影响,得到煤矸石肥料制备的最佳条件。结果表明：在巨大芽孢杆菌分别处理贵州六盘水低硫煤矸石和黔南地区高硫煤矸石制得的两种肥料中,低硫、高硫煤矸石肥料制备的最优条件分别为：粒径均为20目,体系pH均为8,接菌量分别为40m L（即5.44×10^10～1.48×10^11cfu/m L）和50m L（即6.8×10^10～1.85×10^11cfu/m L）,培养时间分别为5d和1d,培养温度均为30℃;与原煤矸石相比,低硫、高硫煤矸石肥料中有效磷、速效钾和碱解氮提高倍数分别为33.96倍和29.67倍、6.83倍和12.14倍、1.27倍和1.56倍。

山东济宁高硫煤与低硫煤煤层剖面地球化学特征研究

运用电感耦合等离子质谱(ICP-MS)、X射线荧光光谱(XRF)、离子选择电极(ISE)、显微镜光度计和煤化学等方法,对山东济宁矿区的高硫煤(太原组16号煤层)与低硫煤(山西组3上煤层)剖面的煤岩、煤质和煤地球化学特征进行研究。高硫煤中微量元素在垂向上呈现显著的变化规律:(1)Sr含量从煤层底板到顶板呈增高趋势,而Ba含量则相反;因而Sr/Ba比值从下向上呈逐渐变大趋势(0.04～47.7);(2)Th/U比值从下向上也呈逐渐变大趋势(0.2～37.1);(3)As含量在煤层顶板石灰岩(26.1μg/g)、透镜状黄铁矿夹层(14.7～19.3μg/g)中较高;(4)V、Cr、Co、Ni、Cu、Pb、Zn等元素在煤层底部和顶部分层中含量较高,而在煤层中部分层中含量较低;(5)Nb、Ta、Zr、Hf、Ga等元素从煤层的底部到顶部呈逐渐降低趋势;(6)煤中稀土元素总量(REE),除透镜状黄铁矿夹层(第2、4、11分层)外,其它分层(第1、3、5、6、7、8、9、10分层)显示从上往下逐渐增高之规律性。低硫煤中微量元素的分布和垂向变化与高硫煤明显不同:As含量在14个煤分层中都较低(1.03～3.37μg/g),Sr/Ba比值从下向上变化不大(0.4～2.2),各个煤分层中稀土元素总量(REE)呈现随灰份含量增高而增高的变化趋势,低硫煤与高硫煤的稀土元素分布模式差别很大。上述研究结果表明济宁矿区高硫煤与低硫煤在地球化学特征上的差别,反映了上石炭统太原组与下二叠统山西组沉积环境和聚煤条件的差别,具有指相意义;太原组16号煤层中富集的硫及有害微量元素,对环境具有潜在危害。

上海燃煤电厂空气污染日应急保障措施评估

文章分析了4月30日8：00~5月1日18：00启动空气污染日应急保障措施期间本市燃煤电厂污染物排放状况,结合措施实行前后环境空气质量状况,对应急减排措施效果进行了初步评估,并探寻了固定源污染物排放量与环境空气污染物浓度水平关系。结果显示,本市应急减排措施效果明显;全市环境空气中PM10浓度与电厂烟尘、SO2排放量显著相关;应急减排措施实行后,脱硫电厂烟尘排放量有明显的下降,未脱硫电厂烟尘排放量则有所增加。

淮南煤田煤中全硫含量特征分析

为研究淮南煤田原煤中全硫含量的分布特征,选取顾桥、潘一、望峰岗、张集、丁集等5个矿区578个煤样为研究对象,对煤样地质测试报告表中全硫含量数据进行整理分析,5个矿区煤样全硫含量算术平均值最高为0.66%,最低为0.44%,全部煤样全硫含量算术平均值为0.51%。以潘一矿为例,通过对不同煤层、297个煤样的全硫含量分析,研究了全硫含量随开采深度的变化规律,其中,同一煤层煤中全硫含量最高值出现在1煤层,最低值出现在8煤层。研究结果表明,淮南煤样全硫含量平均值低于1.00%,属于低硫煤;随着开采深度的不断增加,淮南煤田煤中的全硫含量有增大的趋势。

生物质和高硫劣质煤混烧灰熔融特性研究

对生物质和煤混烧特性的研究受到国内外学者的广泛重视。对生物质与高硫劣质煤混烧灰的熔融特性进行研究,测量了灰熔点,并利用热重–差示扫描量热(thermo-gravimetry-differential scanning calorimetry,TG-DSC)方法对灰的熔融过程进行研究。实验结果表明,混烧生物质能降低灰熔点,生物质混烧比例越高,灰熔点下降幅度越大。由于生物质中灰分含量远小于高硫劣质煤,混烧灰的灰熔点温度主要受煤灰的影响。由于灰的组成成分及其含量的差异,煤灰、生物质灰在实验温度范围,TG-DSC曲线有较大差异。在低混烧比时,混烧灰的TG-DSC曲线基本体现煤灰的熔融特性。随着混烧比例的提高,TG-DSC曲线上生物质的影响变得明显。

神府煤热解中试过程中硫、氮迁移分布探讨

在低阶煤新型热解工艺中试研究的基础上,探讨了不同温度条件下煤热解过程中硫、氮在半焦、焦油、煤气三大产品中的迁移分布情况。研究结果表明:煤中硫、氮的迁移直接受热解温度、煤阶以及硫、氮在煤中的赋存形式的影响;热解终温达到500℃后,硫的产物分布趋于稳定,大部分硫主要滞留于半焦中,焦油中硫的分布较少;热解终温达550℃时,有半数左右的氮仍滞留于半焦中,释放出的含氮产物中,HCN和NH_3所占的比例较少,大部分以焦油氮和N_2的形式分布于热解产物中。

贵州晚二叠世低硫煤沉积环境及聚煤规律

贵州省煤炭资源总量约2 588.55亿t,其中低硫煤(St,d≤1.0%)约为569.49亿t,占煤炭资源总量的22.00%,主要分布盘县响水—晴隆中营—纳雍白兴—织金以那—黔西—仁怀一线北西、威宁羊街—可乐一线以东地区,总体呈北东向展布,煤中硫由西向南东逐渐增高。分析认为低硫煤主要形成于三角洲平原环境,其中上三角洲平原下部是低硫煤的富集地带;冲积平原和三角洲—潮坪复合体系区亦有低硫煤形成,但发育较差;低硫煤富煤带的分布明显受控于与三角洲平原有关的古地理环境的变化。

低品位硫铁矿生产硫磺的工业实验研究

研究了低品位硫铁矿采用二段硫化床与劣质高硫煤还原反应生产硫磺的工艺过程。用低品位硫铁矿中的硫与铁资源和高硫煤中的煤与硫资源生产硫磺和还原铁粉,实现了资源的充分利用;克服了品位在17%~20%(质量分数,下同)的硫铁矿,在原矿选矿生产硫精砂工艺过程中产生的尾矿对环境造成污染的问题,弥补了硫精砂生产过程中的缺陷。中间实验产品硫磺达到GB/T 2449—2006《工业硫磺》国家标准,副产品铁矿粉含量高于60%,是用于炼钢厂的优质铁原料。该研究工艺使资源利用达到最大化,符合循环经济的法则,是弥补中国硫、铁资源短缺,多方法寻求资源来源的一种有效途径。

燃煤低氧燃烧硫化物析出特性试验研究

在低氧燃烧条件下,通过研究变氧浓度对燃煤SO2、H2S析出速率和析出量的影响以及与燃煤分别在空气和惰性气氛下燃烧和热解进行比较,得出了硫析出的规律。为燃煤电站在低氧运行条件下控制SO2排放和消除高温腐蚀提供一定的理论依据。

北京市市区采暖期二氧化硫严重超标的原因和对策

北京市区采暖期二氧化硫污染严重,大大超过国家二级标准。为保证低硫低灰份优质煤推广工作的顺利进行,必须颁布北京市煤质地方标准以及锅炉大气污染物排放地方标准,并争取国家批准北京市提高对二氧化硫的收费标准。

干燥条件下高硫煤低温氧化特性研究

为进一步揭示不同环境条件下高硫煤的低温氧化特性,选取含硫量较低、自燃倾向性较高的褐煤,向其添加不同比例的FeS2,配制成含量分别为3%,5%,7%的混合高硫煤样,利用中国矿业大学自行研制的煤氧化模拟试验系统,测试分析干燥混合煤样在低温氧化过程中,交叉温度和指标气体CO产生量体积的变化。试验结果表明,在低温干燥的条件下,随着FeS2含量的增加,煤样的氧化特性受到抑制:交叉点温度升高;指标气体CO产生量在相同温度时体积降低。因此,在高硫煤层自燃火灾防治过程中,应尽量控制煤层周围环境的干燥度。

高硫煤机组低低温省煤器SO_3协同脱除试验研究

低低温电除尘技术在高硫煤机组应用的安全性亟待验证。为此,在某600MW高硫煤机组锅炉上搭建了低低温省煤器试验台,进行了SO_3、烟尘协同脱除试验。结果表明:不同试验煤种条件下,烟气中SO_2向SO_3的转化率基本相同,约为1.5%;当低低温省煤器试验段出口烟温低于烟气酸露点时,SO_3协同脱除率为70.9%~91.9%,脱除效果较为显著;当烟尘浓度足够大时,SO_3脱除率随灰硫比下降而增加,当灰硫比大于150时趋于稳定;不同出口烟温对SO_3脱除率无明显的影响;试验段出口烟尘经吸收SO_3调质后,在低低温省煤器出口烟温条件下烟尘比电阻量级降至高效除尘范围1.08×10~9~5.1×10^(10)Ω·cm,这有利于提高电除尘效率。

高硫煤机组低低温省煤器积灰特性研究

为探究高硫煤机组低低温省煤器的积灰特性,搭建高硫煤机组低低温省煤器试验台,并结合实际工程,分析了不同受热面布置型式的积灰特点和适用范围,测试了飞灰的特性。结果表明:对于中低硫煤机组,低低温省煤器可以采用水平方式布置,但war(A)≥20%时,低低温省煤器进出口及检修通道需要采取相应措施以减缓烟道底部积灰;war(A)≤15%的中低硫煤机组可以采用自下而上的布置方式;高硫煤机组推荐采用自上而下的布置方式,由于其低低温省煤器翅片上普遍存在积灰硬壳,其中S质量分数高达18%,建议采用声波吹灰器,且吹灰半径推荐按1 m设计。

燃用高硫煤火电机组旋流雾化超洁净排放试验研究

针对脱硫塔直径小、烟气流速高,燃用高硫煤时烟气脱硫除尘难以超洁净排放的难题,以某300 MW火力发电机组为例,采用旋流雾化脱硫除尘一体化技术进行改造,研究液气比、入口烟气温度对脱硫效率和除尘效率的影响。结果表明,采用旋流雾化脱硫除尘一体化技术,脱硫塔入口粉尘浓度为30 mg/Nm^3时,脱硫塔出口粉尘浓度实现小于5 mg/Nm^3的超洁净排放要求,不需在脱硫塔后加装湿电除尘器,即可在脱硫单塔协同完成脱硫除尘。在一定液气比下,烟气入口温度及SO2浓度对脱硫塔的效率影响不大,脱硫效率稳定在99. 29%以上,脱硫塔除尘效率高达90. 84%,旋流雾化脱硫除尘一体化技术具有较好的工况适应性和系统稳定性。

低阶煤热解磁化及其半焦产物中硫和重金属分布特性

用热解和磁选相结合的方法,研究了不同热解温度下甘肃褐煤和山西次烟煤热解磁化及其半焦产物中硫和重金属的分布特性。通过ICP-OES和ICP-MS分别对半焦中的硫和重金属元素含量进行分析测定,利用XRD和SEM-EDS对半焦的矿物组成和表观形貌进行了表征。结果表明,甘肃褐煤和山西次烟煤在最佳条件下的磁选脱硫率最高可以分别达到52.37%和17.54%;这与黄铁矿在热解过程中的相变行为有关。山西次烟煤半焦的磁选脱硫率低于甘肃褐煤半焦主要是由于其伴生矿物质的赋存包裹和有机质对黄铁矿在热解过程中的转化产生了影响。Ni和Cr与Fe-S矿物的亲和性较强,其随硫更多地富集到磁性半焦中;在800℃时,甘肃煤和山西煤磁性半焦中Cr含量分别比非磁性半焦中多8698.25和32327.47μg/g。低阶煤热解磁化及其半焦产物中硫和重金属的分布特性为脱除煤中硫和重金属元素提供了数据支撑和新思路。

600 MW燃煤机组烟气污染物控制研究

以某600 MW超临界燃煤机组为例,研究了燃用高硫、中高灰、特低挥发分煤的W火焰锅炉排放效果。机组采用“选择性非催化还原(selective non-catalytic reduction,SNCR)+选择性催化还原(selective catalytic reduction,SCR)脱硝+配高频电源和旋转电极的双室五电场电除尘器+双塔双循环技术的石灰石-石膏湿法脱硫(3+5层喷淋)”的超低排放技术路线,根据机组分散控制系统(distributed control system,DCS)和连续排放监测系统(continuous emission monitoring system,CEMS)数据,烟囱出口NOx、烟尘和SO2浓度均能稳定达到超低排放水平。SNCR装置运行状态良好,SCR装置氨逃逸较大,最大值为27.51 mg/m^(3),A、B侧超过设计值2.28 mg/m^(3)的概率分别为51.86%和45.96%,原因为脱硝系统浓度场分布不均。脱硫系统浆液密度控制较好,一级塔浆液pH值控制较好,二级塔浆液pH值控制偏低,未发挥出双塔双循环技术的优势。SO_(2)、NO_(x)和烟尘排放强度比2019年全国平均排放强度低48.7%、7.7%和28.9%。

低钙镁石煤钒矿熟化浸出工艺研究

针对低钙镁钒矿碱度低、二氧化硅含量高的特点,采用硫酸熟化-水浸出工艺处理石煤钒矿,考察了矿物粒级、硫酸用量、熟化温度、熟化时间等参数对钒浸出的影响。结果表明,在矿石粒度-0.15 mm、硫酸用量20%、熟化温度120℃、熟化时间8.5 h的优化条件下,所得熟料在液固比2∶1、室温下用水搅拌浸出2 h,钒浸出率达到了88.6%。熟化过程矿物中包裹钒的云母结构得到高效解离,并释放可溶性钒,浸出液中硅含量低(0.08 g/L),比直接酸浸或焙烧酸浸工艺中硅含量大幅降低,对后续萃取工序非常有利。

低灰中硫焦煤在太钢配煤体系中的研究与应用

为扩大中硫炼焦用煤资源、降低焦炭灰分及配煤成本,太钢开展了配用低灰中硫焦煤的研究及生产实践,利用40 kg焦炉进行低灰中硫焦煤单种煤炼焦试验研究、300 kg焦炉进行配合煤炼焦试验研究,并在7.63 m焦炉进行了低灰中硫焦煤配比为15%工业试验、配比为4%、6%和8%的工业生产。工业生产表明,配用低灰中硫焦煤后,焦炭灰分稳定在12.0%以下,焦炭硫分稳定在0.70%以内,配煤成本降低了2.8元/t。