眾所周知,煤炭是不潔凈煤的能源,燃煤對(duì)大氣造成嚴(yán)重污染,因此各國都在開發(fā)應(yīng)用潔凈煤技術(shù),對(duì)我國來說,采用低投入、低成本,經(jīng)過加工配制的潔凈煤在爐內(nèi)高效清潔燃燒的技術(shù),減少量大面廣的各種中小鍋爐和工業(yè)爐窯所造成的大氣污染,更有現(xiàn)實(shí)意義。
浙江省在九十年代初期就開始研究這方面的新技術(shù),特別是浙江省潔凈煤技術(shù)研究開發(fā)中心與浙江大學(xué)、煤科院煤化所等高校、研究單位共同合作,研究開發(fā)了:催化潔凈燃燒及優(yōu)化配煤技術(shù)研究、潔凈燃燒添加劑技術(shù)研究、HZ型節(jié)能清潔燃燒劑系列產(chǎn)品、優(yōu)化動(dòng)力配煤計(jì)算機(jī)專家系統(tǒng)軟件、潔凈煤技術(shù)在爐窯上的應(yīng)用等5項(xiàng)科技成果,并通過國家級(jí)和省部級(jí)的鑒定,這些成果目前已應(yīng)用在杭州煤場(chǎng)50萬噸潔凈煤生產(chǎn)中和爐內(nèi)高效清潔燃燒應(yīng)用示范項(xiàng)目中。本文僅對(duì)這些開發(fā)應(yīng)用作簡(jiǎn)單的綜合介紹。
一.潔凈煤的定義:
以降低燃燒時(shí)污染物排放量和提高燃燒效率為目標(biāo),在配煤的同時(shí)加入一定數(shù)量的潔凈燃燒添加劑,經(jīng)加工而成的煤制品稱為“潔凈煤”。
潔凈煤在鍋爐或工業(yè)窯爐中燃燒時(shí)其煙氣中SO2排出量可減少40-75%,燃燒效率提高3-5% 。
二、潔凈煤關(guān)鍵技術(shù)
優(yōu)化動(dòng)力配煤技術(shù)
節(jié)能清潔燃燒添加劑技術(shù)
1、優(yōu)化動(dòng)力配煤技術(shù)
根據(jù)燃燒器具對(duì)煤質(zhì)的要求,將幾種不同的原料煤優(yōu)化組合,通過計(jì)算機(jī)專家智能系統(tǒng)確定最佳重量配比,經(jīng)準(zhǔn)確稱量,均勻混合配制成符合要求的動(dòng)力配煤。
配煤時(shí)考慮到以下幾個(gè)因素:
①動(dòng)力配煤是基于各單一原料煤的發(fā)熱量、揮發(fā)份、硫分、灰分等在配制過程中存在著可加成性,可按用戶對(duì)煤質(zhì)的特定要求進(jìn)行配制,所配成的動(dòng)力配煤其綜合性能比單一原料煤的性能更佳,能做到取長(zhǎng)補(bǔ)短,發(fā)揮其各組成原料煤的優(yōu)點(diǎn)。
② 動(dòng)力配煤的燃燒特性與單一原煤一樣,可用燃料比指標(biāo),即固定碳與揮發(fā)的比值FC/Vad來預(yù)測(cè)其燃燒性能,好的燃燒性能包括低的著火溫度、穩(wěn)定的燃燒和高燃燼率。燃料比<2.0時(shí)被認(rèn)為燃燒性能好。所以配制時(shí)各原料煤間的燃燒比級(jí)差不能太懸殊,即低揮發(fā)份的原料煤不宜過多。
③ 動(dòng)力配煤的結(jié)渣性
煤的灰熔點(diǎn)是影響煤的結(jié)渣性的重要因素,而煤灰成份則是影響灰熔點(diǎn)的主要因素,判斷煤的結(jié)渣傾向可用綜合判別指數(shù)R來表示。配煤時(shí)要注意原料煤的灰成份和灰熔點(diǎn)。合理選擇不同結(jié)渣傾向的原料煤可使配煤的結(jié)渣傾向控制在中偏輕或輕微的范圍內(nèi),使鍋爐得以安全使用和延長(zhǎng)壽命。
④ 優(yōu)化配比
合理選擇不同的幾種原料煤進(jìn)行優(yōu)化組合,確定最佳配比使配煤的燃燒特性、灰的結(jié)渣性、硫分和經(jīng)濟(jì)性等達(dá)到綜合良好的目的。這項(xiàng)工作由計(jì)算機(jī)專家智能系統(tǒng)來完成。因原料煤組分與配煤的組分存在著非線性關(guān)系,常用的加權(quán)平均法確定配比有誤差,需要修正。目前在大量實(shí)驗(yàn)獲得許多數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上按神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)原理編制出配煤軟件已能達(dá)到較準(zhǔn)確的要求。
2、節(jié)能清潔燃燒添加劑技術(shù)
① 催化助燃
HZ型添加劑是以氧化劑和催化劑為助燃劑,氧化劑能使煤炭降低著火溫度、提高燃燒溫度、促進(jìn)燃燒、提高燃燼率,由于各種氧化劑起始分解溫度不同(180℃-1200℃),因而保證了燃燒全過程的氧氣補(bǔ)充。
催化劑能使煤著火后產(chǎn)生微爆從而使煤層膨松,攪動(dòng)了煤層和煤層中的氣體,使氧氣與煤粒接觸增多,燃燒更充分。
添加劑中留有促進(jìn)飛灰成團(tuán)的成團(tuán)劑,使飛灰凝結(jié)成團(tuán)沉降下來,減少煙塵的排出。含碳量較高的飛灰也能在爐內(nèi)繼續(xù)燃燒,提供了一部份熱量,增加了燃燒效率。
②脫硫、固硫
在HZ型添加劑中加入了復(fù)合鈣基固硫劑,使煤中的硫在燃燒過程中被生成CaSO4固定在爐渣中,減少煙氣中SO2的排出量。添加劑中的催化劑也能促使硫酸鈣及其復(fù)合鹽的生成增加固硫率。用鈣基作脫硫劑主要是價(jià)格便宜且易取得。但由于所生成的硫酸鈣在高溫下(1200℃)易分解,重新逸出SO2,減少了固硫率;CaO在高溫下易燒結(jié)失活影響固硫;此外煤中的有機(jī)硫析出速率高于CaCO3分解速度而先行析出致使形成CaSO4的機(jī)會(huì)減少,也降低了固硫率。