工业型煤燃烧固硫的研究进展

专家看好生物固硫型煤技术一种可以使普通工业型煤更易燃、节能、低排放的生物固硫型煤技术，日前在辽宁省鞍山市通过了由国家发展计划委员会能源研究所组织的专家鉴定。

鞍山市是一个以钢铁工业为主的重工业城市，煤炭消耗量大，同时，随着采煤机械化程度的提高，粉煤的堆积量越来越大，另外，煤炭经洗选后，留下了大量的煤泥、中煤和矸石。

粉煤成型是减少污染、实现洁净煤燃烧较为便捷而有效的途径之一，生物固硫型煤以其易着火、高效燃烧、低污染和变废为宝等优点成为洁净煤家族中的佼佼者。

鞍山市热力总公司与日本国际工程设计成套公司共同投资组建的鞍山化阳绿色产业有限公司是目前国内唯一一家开发、生产生物固硫型煤的环保企业。

该公司通过引进、吸收日本研制开发的生物固硫技术，在国内率先建成并正常运行了第一条年产1万吨生物固硫型煤的生产线。

鞍山化阳产业公司采用煤泥、煤粉、煤矸石、无烟煤等煤矿低质原料进行混配，掺加生物质(如秸秆、锯末、稻壳)和固硫剂，按一定比例混合均匀，经生产调试、改进和完善，成功生产出用于工业锅炉燃烧的生物固硫型煤。

生物固硫型煤具有良好的环保节能效果，经测试其固硫率达63%、固尘率达80%，锅炉效率可提高5～7%。

采用动力配煤技术，大幅度地降低了成本，原料煤成本从220元/吨降至110元/吨，生产成本从310元/吨降至210/吨。

预计生产规模达到60万吨/年时，型煤成本可降至200元/吨以下，为市场化打下了基础。

专家认为，通过动力配煤技术，将不适于锅炉燃烧的廉价煤及劣质煤进行配合后加工成型煤，不但有效地对资源进行综合利用，减少煤泥、煤矸石造成的污染，而且可以大大降低型煤成本，为我国煤炭的清洁燃烧提供了一条行之有效的途径。

《中国环境报》2001.06.27 文/陈寿春。

型煤固硫剂的研究与开发的开题报告一、选题的背景及意义随着我国经济的高速发展，能源需求量不断增大，而煤炭一直是我国主要的能源，占据了我国能源消费的很大比例。

但是，煤炭中的硫、氮等有害成分对环境和人类健康有着极大的影响，同时也会影响煤炭的利用，提高煤炭利用效率和降低对环境的影响，是当前我国煤炭行业亟待解决的问题。

目前，利用型煤技术是解决煤炭中有害成分问题的一种有效途径，而型煤固硫剂是制备型煤的关键技术之一。

因此，开发一种高效、绿色型煤固硫剂，对于提高煤炭利用效率、降低对环境的影响具有重要意义。

二、研究的目的和内容本项目的目的是研究开发一种高效、环保的型煤固硫剂，主要包括以下内容：1. 对型煤制备工艺进行优化，确定最佳的制备条件和工艺参数。

2. 筛选和评价不同类型的固硫剂，比较它们的固硫效果、对型煤质量的影响和环境友好性等方面的差异。

3. 对最佳方案进行优化，如增强稳定性、降低成本等，并进行测试和评价。

三、研究的方法和技术路线本研究采用以下方法和技术路线：1. 通过文献资料、煤炭样品分析和实验，确定最佳的型煤制备工艺和工艺参数。

2. 筛选和评价不同类型的固硫剂，采用包括固硫剂浸渍、干燥、煅烧、型煤制备等多个环节的实验流程，比较它们的固硫效果、对型煤质量的影响和环境友好性等方面的差异。

3. 优化方案，如增强稳定性、降低成本等，并进行多次测试和评价以确定最佳的方案。

四、预期研究结果和意义通过本项研究，预计可以实现以下结果：1. 确定最佳的型煤制备工艺和工艺参数。

2. 筛选出具有较好固硫效果、对型煤质量影响小、环境友好等特点的固硫剂，为型煤制备提供重要保障。

3. 优化最佳方案，如增强稳定性、降低成本等，为煤炭行业提供有利的技术支持。

本项研究有望为我国型煤技术的发展和煤炭清洁利用提供新的技术手段和思路，具有重要的理论和应用价值。

应用工业固硫型煤技术控制燃煤工
业锅炉
工业固硫型煤技术是指在煤的生产和应用过程中，采用掺加固硫剂的方法，使煤中的硫在燃烧过程中与固硫剂发生反应，生成硫酸钙等固体物质，防止污染物的排放。

这种技术已经被广泛应用于各种类型的燃煤工业锅炉中，有效地控制了燃烧产生的污染物的排放，改善了空气质量，减少了对环境的损害。

工业固硫型煤技术控制燃煤工业锅炉的过程中，重点是选择合适的固硫剂和添加量，并通过改变配比的方式调整燃煤的固硫率。

在具体实施过程中，首先需要根据锅炉的规格和工艺要求选择适合的固硫剂，确定最佳添加量和添加方式。

一般来说，沾固剂添加量在0.5%—2%之间，具体数量可根据煤质、
燃烧条件、锅炉结构、排放标准等因素进行调整。

在工业固硫型煤技术控制燃煤工业锅炉的过程中，还需要针对不同的燃烧条件进行精细调整。

例如，在低温条件下燃烧时，应采用温度控制、空气过量和氧气富裕等措施，使硫酸钙等固体物质在燃烧中充分固硫；在高温条件下燃烧时，应采用盐酸喷雾、淋水等措施，降低煤中的挥发性质和气态硫的浓度，使硫在烟囱中得到完成氧化。

为了达到更好的排放效果，除了应用工业固硫型煤技术外，还可以考虑使用其他治理技术，如烟气脱硝、烟气脱臭、烟气
脱烟等。

这些方法的使用可以降低燃煤工业锅炉产生的其他污染物的含量，使空气质量得到进一步提升。

总之，应用工业固硫型煤技术控制燃煤工业锅炉已经成为了现代环保工作中的一项重要措施。

通过合理选择固硫剂、精细调整配比，并与其他治理技术相结合，可以有效地降低锅炉产生的污染物的排放，保护环境，促进经济社会的可持续发展。

第28卷第1期煤 炭 学 报Vol.28　No.1 2003年2月J OU RNAL OF CHINA COAL SOCIET Y Feb.　2003　 文章编号:0253-9993(2003)01-0074-06不同气氛下煤燃烧固硫化学反应机理研究进展范红宇,曹欣玉,周俊虎,程　军,岑可法(浙江大学热能工程研究所能源清洁利用与环境工程教育部重点实验室,浙江杭州　310027)摘　要:针对煤高温下燃烧脱硫技术的效率较低这一现状,对钙基固硫剂在流化床燃烧条件下还原性气氛和交变气氛下的固硫反应机理以及煤粉炉燃烧过程中氧化性和还原性气氛下固硫化学反应机理的研究现状进行了详细的评述,并在前人研究的基础上提出了不同气氛下流化床和煤粉炉燃烧条件下石灰石固硫化学反应机理研究的若干趋势.关键词:不同气氛;煤燃烧;固硫;化学反应;机理中图分类号:TQ534 文献标识码:A1　煤粉炉和流化床燃烧条件下不同燃烧气氛的形成及其主要反应 石灰石是煤燃烧过程中最常用的钙基固硫剂,在煤粉炉中喷射钙基脱硫剂的温度为827～1223℃,常压流化床的燃烧温度在800～950℃之间[1].在常压流化床和煤粉炉中,脱硫剂首先要经历吸热的煅烧反应,以后的反应历程要取决于炉内的气氛和温度.流化床燃烧条件下的还原性气氛[2]是由于颗粒相氧气的耗尽,而导致流化床锅炉床层的密相,包括氧化钙和硫酸钙,在80%的时间下处在还原性气氛下,氧气分压力较低并且一氧化碳的浓度相对较高(4%～5%).另外还原性气氛还会由于空气分级而加强.在煤粉炉中如果以α代表过量空气系数,就可以界定煤粉炉燃烧条件下氧化还原气氛的出现[3].当α< 110时,应为还原性气氛;当α>110时,炉内大部分为氧化性气氛,但是在燃烧的碳颗粒内部存在局部的还原性气氛.在火焰温度下碳的燃烧在边界层和碳颗粒内部制造了压力梯度,所以碳粒表面被氧化性气体耗尽,从而出现了局部的还原性气氛. 常压流化床和煤粉炉中硫分的脱除包括脱硫剂颗粒连续的煅烧和硫化反应[4]为CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g),ΔH298=18211kJ/mol,CaCO3(g)+SO2(g)+015O2(g)CaSO4(s),ΔH298=-50212kJ/mol. 在压力流化床下,当温度低于850℃、运行压力为1～2MPa时,不发生碳酸钙的煅烧反应而会发生直接硫化反应[5]为CaCO3(s)+SO2(g)+015O2(g)CaSO4(g)+CO2(g),ΔH298=-303kJ/mol. Lyngfelt等[6,7]根据实验表明,氧的消耗(Dennis,Jonke)[8,9]和CaSO4的还原性分解[10]都是影响脱硫率的主要原因,在还原性气氛中CaSO4会转化成CaS,反应为CaSO4(s)+4CO CaS(s)+4CO2(g), CaSO4(s)+CO(g)CaO(s)+SO2(g)+CO2(g),CaO(g)+SO2(g)+3CO(g)CaS+3CO2(g).在氧化性气氛中的反应为CaS(s)+2O2(g)CaSO4(s),CaO(s)+SO2(g)+015O2(g)CaSO4(s), CaS(g)+115O2(g)CaO(s)+SO2(g).Chen和Yang等[11]认为在流化床燃烧的温度下,还会发生以下反应,即CaS+3CaSO44CaO+4SO2.2　流化床燃烧条件下交变气氛对石灰石硫化反应机理的影响 近年来,许多研究者对于流化床燃烧条件下交变气氛时石灰石的脱硫反应进行了研究.交变气氛是指收稿日期:2002-04-28 基金项目:国家重点基础研究发展规划项目专项经费资助(G1999022204)在煤的燃烧过程中出现了局部的还原性气氛,这样在燃烧过程中会交替出现氧化性气氛和还原性气氛的情况,在一定时间内这种现象可以假定为以一定周期不断循环下去,因为在流化床燃烧条件下煤粉颗粒的停留时间较长,这种以一定周期循环的交变气氛完全可能出现.影响交变气氛的参数有:循环周期的长短,一个循环周期中还原性气氛的比例,还原性气氛的组成,总的反应时间.对于交变气氛下固硫反应的研究,主要针对不同的脱硫剂种类、尺寸,不同组成的还原性气氛,一个循环周期中还原性气氛所占时间的不同比例,不同长短的循环时间,不同的总反应时间进行分析论证.固硫反应主要应用固定床实验台和石英管燃烧系统进行研究. E 1J 1Anthony 等[12]认为在不同温度、气氛和不同的二氧化硫分压力下,氧化钙和二氧化硫的反应会产生4种不同的物相,它们的摩尔体积分别是碳酸钙为3619cm 3/mol ,氧化钙为1619cm 3/mol ,硫化钙为2819cm 3/mol ,硫酸钙为5212cm 3/mol.硫酸钙的摩尔体积是氧化钙的3109倍.但在高温下二者摩尔体积的比值是2172,因为硫酸钙在高温下的摩尔体积是46cm 3/mol ,而不是常温下的5212cm 3/mol ,这个数值只有在温度低于200℃时才有效.它在不同温度和气氛下的存在形式见表1.表1　不同温度气氛下钙硫化合物的存在形式T able 1　C a -S speciation as a function of temperature 温度范围/℃氧化性气氛下还原性气氛下<450CaSO 3<700CaSO 3,CaSO 4CaSO 3,CaSO 4,CaS >700CaSO 4>830CaS ,CaSO 4 Makarytchev S 1V 1等[13]研究了燃煤鼓泡流化床密相区中氧化和还原性气氛交变条件下的脱硫问题,通过计算煤-蒸汽-添加剂-空气体系中的多相平衡并得出以下结论:(1)在交变的氧化、还原气氛下,在还原区反应生成CaS 能够提高钙基固硫剂的脱硫效率;(2)在脱硫过程中形成了以CaS 为核,以CaSO 4为壳的颗粒结构;(3)加强鼓泡流化床密相的还原性气氛有助于提高其在高温下的脱硫率. 众多学者对交变气氛对固硫剂反应的影响进行了研究,但是对于交变气氛的影响还没有统一的认识,他们认为交变气氛对于石灰石固硫反应既有消极的影响,也有积极的影响.T Mattisson 等[14]在不同气氛下(800和875℃)对3种不同反应活性的石灰石硫化反应进行了研究,并认为交变气氛对于固硫反应具有消极的影响.反应气氛是1500×10-6的SO 2,10%的CO 2和交替变化的氧气及一氧化碳气氛组成.在氧化性气氛下(820和875℃),3种石灰石的脱硫率变化不大.但是在交变气氛下825℃时3种石灰石的脱硫率最高,温度升高到875℃时脱硫率降至最低.脱硫率的迅速降低是由于随着温度升高而引起的硫酸钙的分解和硫化钙的氧化反应而引起的.Anders Lyngfelt 等[15]提出了一个流化床交变性气氛下的固硫反应模型,模型考虑了2个反应速率常数:①固硫反应的速率常数;②CaSO 4还原性分解反应的速率常数.模型表明脱硫剂的利用率会由于还原性气氛的影响而大大降低,特别在高温和固硫率较高的情况下.即使在较低的温度下(小于830℃),还原性气氛的消极影响也比较显著.模型显示即使在其它条件都无法抑制脱硫反应的条件下,还原性气氛还能降低脱硫剂的反应活性.所以对于所有的常压流化床来说,因为其固硫率很大程度上受温度的影响,所以还原性气氛对于固硫率是一个很大的制约因素. 但是,Jonke 等[16]认为,流化床锅炉底部床层出现的交变气氛以及二氧化硫从固硫剂颗粒中不断的析出是导致更多的硫分和固硫剂反应的两个主要原因,所以交变气氛下的固硫剂脱硫率相对于氧化性气氛下会有大幅的提高,从而对固硫反应具有积极的促进作用.对于Jonke 的理论,下列研究者从实验上给予了论证.结果发现交变气氛对于固硫反应的积极促进作用也需要在一定的反应条件下才能实现,不同的反应条件直接决定了交变气氛对固硫反应所发挥的作用.T 1Mattisson 等[17]研究了交变气氛下不同还原性气氛和循环周期对石灰石硫化反应的影响.氧化性气氛由SO 2,CO 2,O 2组成.3种还原性气氛组成:①H 2S ,CO ,CO 2;②SO 2,CO ,CO 2;③H 2S ,H 2,CO 2.研究发现,相对于氧化性气氛而言,在交变气氛下得到的氧化钙固硫率并不总是得到大幅提高,一定条件下还有所降低,这是由循环周期长短和还原性气氛的种类决定的.当循环周期为30～240s 、还原性气氛的比例为20%～50%时,氧化钙的固硫率会出现57第1期范红宇等:不同气氛下煤燃烧固硫化学反应机理研究进展一个最大值.循环周期越长,得到的固硫率最大值也越大.当循环周期为900s 时,氧化钙的固硫率随着还原性气氛比例的增加而增加.当应用H 2/CO 作为还原性组分时,氧化钙的固硫率最大,H 2S/CO 时的氧化钙固硫率次之,最低的是SO 2/CO.Maria Jose Fernandez 等[18]研究了交变气氛下不同的循环周期和一个循环周期中还原性气氛所占时间的不同比例对石灰石固硫反应的影响.为了模拟石灰石在流化床燃烧条件下反应的实际条件,实验中通入氧化和还原性气氛的时间比较短,循环周期从2～24s 不等.还原性气氛在总时间中的比例为50%,33%,25%.当还原性气氛比例为50%、总的循环时间为8s 时,氧化钙固硫率最小为119%,即此时交变气氛对氧化钙固硫反应起消极的抑制作用.当循环时间减小时,转化率会急剧增加,总循环时间为6s 时氧化钙固硫率为1412%.当循环时间在2～6s 时,氧化钙固硫率比同样条件下氧化性气氛时的固硫率要提高50%,此时交变气氛才对固硫反应具有促进作用.当还原性气氛的比例为33%和25%时,相对于氧化性气氛的氧化钙固硫率而言,在任意长短的循环时间下交变气氛对于氧化钙固硫率的提高都具有积极的促进作用. 在交变气氛下,对于不同种类石灰石的脱硫性能的研究[19]表明:在交变气氛下石灰石的固硫性能会有所提高,唯一的例外是氧化铁含量较高的石灰石,它会降低石灰石的脱硫能力,因为在还原性气氛下氧化铁会降低石灰石硫化反应产物的稳定性.另外脱硫剂颗粒尺寸的降低会对硫化钙的氧化反应和硫酸钙的还原性分解有促进作用,增加二氧化硫的析出,结果对于石灰石的脱硫反应活性有消极影响. 通过对流化床燃烧条件下交变气氛对石灰石固硫反应影响的研究,有学者[20]认为由颗粒尺寸决定的停留时间、反应速率、还原性气氛的影响是决定流化床固硫率的主要因素,并且可把前3个因素合并为一个模型来预测固硫率,然而对于还原性气氛对固硫率的作用是积极还是消极却不能把握.对交变气氛下固硫反应的研究很难在实验条件下选择代表性的工况,因为大多数的研究工作都假设固硫反应是对含硫气体的一级反应,然而石灰石在一个循环周期中的反应速率是还原性气氛和氧化性气氛下的反应速率的复杂函数,决不是简单的一级反应,因此交变气氛下石灰石的反应速率系数不是一个常数,而是诸如气体浓度和停留时间等许多因素的复杂函数.因此用模型描述交变气氛下的反应机理也极其困难.另外在交变气氛下的固硫反应是瞬间完成的,而且反应的一些参数也是不断变化的,气相和固相的组成也不断发生变化,因此对交变气氛的数值模拟工作极其困难,至今没有大的进展,其详细的微观反应机理仍是一个研究难题. 由上述研究可以发现,仅通过一些基础的试验工作只能对交变气氛的影响进行定性的描述,其不足之处显而易见.只有在模型建设和数值模拟方面进行深入地研究才能更进一步了解其微观反应机理.图1　煤粉炉分级喷钙脱硫Fig 11　Description of the stageddesulfurization of pulverized boiler 1———一次风燃烧及脱硫区域;2———二次风燃烧区域;3———脱硫区域3　煤粉炉燃烧条件下不同燃烧气氛对氧化钙硫化反应机理的影响 煤粉炉燃烧的典型参数[21]是炉膛内部燃烧温度为1500℃,在炉膛出口处气温降至1100℃,最高燃烧温度可以达到1650℃,炉内大部分处于燃料不足的氧化性气氛.较细的颗粒会在炉膛烟气温度下燃烧,而较粗的颗粒会在更高的温度下燃烧.但是在烟气温度下燃烧的煤颗粒因为在燃烧过程中氧气会渗透到煤粒中,所以固硫产物硫酸钙和硫化钙稳定存在的条件不好,固硫产物硫酸钙在高温下会分解,硫化钙在氧化性条件下又重新被氧化释放出二氧化硫.所以在高温下硫化钙存在的必要条件就是还原性的气氛. Makarytchev S 1V 1等[22]针对煤粉炉内煤-水-石灰石-空气体系建立了数学模型,认为炉内喷钙尾部增湿系统在炉内低温区的脱硫率受反应物的短停留时间所制约.另外,为降低煤粉炉污染物的排放还提出了一种分段脱硫的方法:即首先在炉内高温还原区固硫反应生成CaS ,然后在低温氧化区CaS 进一步转化成CaSO 4.将添加剂分别送入炉内可使脱硫效率达80%～85%.反应历程如图1所示. 研究发现,当过量空气系数小于0185,钙硫比为1～115,炉温67煤 炭 学 报2003年第28卷为1300～1500℃时,煤中的有机硫以硫化氢的形式析出,会在高温还原区发生下列反应:H 2S +CaOCaS +H 2O ,SO 2+CaO CaS +115O 2.在过量空气系数为111～112,钙硫比为2～215,炉温小于1100℃时,才会在低温氧化区域发生固硫反应:CaS +115O 2CaO +SO 2,CaS +2O 2CaSO 4. J 1Torres -Ordonez 等[23]根据热动力学理论得出以下结论:在贫氧燃烧(α<110)情况下,此时炉内主要为还原性气氛,其热动力学预测和其他的一些研究表明,煤中的硫分90%都可以在1227℃以上被固定为硫化钙.对于在富氧燃烧(α>110)情况下,炉内主要为氧化性气氛,但是固硫反应会由于局部的还原性气氛而使硫分以硫化钙的形式固定在燃煤中.研究中表征环境的3个参数为d 0,S 0,α,其中d 0为燃煤颗粒的初始直径;S 0为燃煤颗粒的初始比表面积;α为过量空气系数. 对含有离子交换型钙的Illions 6号煤的分析结果表明,在1100℃的低温下,只有在燃料充足的条件下(α>0191),硫分才有可能固定为硫化钙的形式.在正常燃烧条件下(α=112),d 0S 0低于30m 3/kg.在高温(1500～1900℃)且α=112的条件下,如果能使用比表面积较大并且颗粒较大的煤粉颗粒,90%的硫分也可以固定为硫化钙的形式.这是因为高温下氧气不能完全与煤粉颗粒发生反应是由局部性的还原性气氛造成的.有学者[24]研究认为,含有离子交换型钙的Illions 6号煤在82%的碳燃尽率下有85%的自身固硫率.但是随着碳燃尽率的提高,其自身固硫率下降很快.表明只有在煤中的碳未完全燃烧的情况下硫分才被固定为硫化钙的形式.但是和其他的研究[25,26]对比发现,硫化钙的氧化反应速率比Illions 6号煤中碳的氧化速率要慢,所以一旦氧气进入碳颗粒内部必定先和碳颗粒发生反应,只有在碳完全燃尽时,硫化钙的分解反应才开始进行.这表明较高反应率的煤种的硫分很易于转化为硫化钙. 以上研究表明,煤粉炉的固硫反应有2个途径:①在分段液态排渣炉中还原性气氛下,将硫化钙以熔渣的形式除掉,此时火焰温度至少为1500℃并且需要空气预热和额外通入氧气;②在炉内燃烧的条件下,硫化钙的氧化速率相对碳的燃尽率要慢,这样在较高燃烧效率下才能使硫分固定为硫化钙的形式. Skrifvars 等[27]对炉内喷射石灰石脱硫研究发现,烟气成分对于CaO 颗粒烧结影响显著.在800℃的惰性气氛条件下没有烧结产生;当烟气中存在SO 2,CO 2,O 2或CO 时,就会发生不同程度的烧结,而CO 2存在时烧结最为严重.表明CO 2气氛对CaCO 3的烧结具有促进作用.初期硫化反应对CaO 颗粒烧结的影响有2种方式:当烟气中存在O 2和SO 2时,烟尘中CaSO 4初始含量越高,烟尘烧结越轻微;当烟气中存在CO 和SO 2时,则正好相反. Mattisson 等[28]研究了在交变气氛下石灰石颗粒的硫化反应,发现有更多的硫分和石灰石的内层结构发生反应1这是因为:①在交变气氛下对硫分周期性的吸收和释放使更多的硫分被脱硫剂颗粒吸收;②氧化钙转化为硫化钙,然后硫化钙再反应转化为硫酸钙,比氧化钙和二氧化硫反应直接转化为硫酸钙更容易;③硫化钙氧化为硫酸钙放出热量和温度的升高会影响到通过生成物层的气体的传输,进而影响到脱硫剂的平均粒径;④在生成物层生成硫化钙会使晶体结构产生裂纹和缝隙,从而使气体通过生成物层的扩散系数增大. 以上研究可知,对于煤粉炉还原性气氛下固硫反应机理的研究相对较少,主要是一些工业性试验,这是因为煤粉炉的燃烧温度较高并且脱硫剂在炉内停留时间较短,只有3～5s ,并且还原性气氛只在局部的区域出现.典型的煤粉炉燃烧可以用沉降炉来模拟,但对于如何模拟还原性气氛的组成是一个难题. 如果利用流化床燃烧条件下交变气氛下固硫反应机理研究的思路,假设还原性气氛以一定的周期循环出现,就会发现在煤粉炉条件下,脱硫剂在高温反应区停留时间短,反应时间不足,交变气氛出现的周期不易确定.另外煤粉炉正常情况下是过量空气系数为112的氧化性气氛,只有在一次风喷口附近才会出现局部的还原性气氛,对于整个循环周期中还原性气氛的比例也不易确定,相对于流化床条件下来说,煤粉炉交变气氛下的固硫反应机理研究较难进行.但如果能在煤粉炉固硫反应的模型建设和数值模拟的研究上进行更深入地研究,就可以避开用实验手段无法模拟煤粉炉条件下还原性气氛组成的难题.4　结 语 尽管煤高温燃烧脱硫技术的效率较低,但如果能利用不同气氛对固硫反应机理的影响,设计合理的反77第1期范红宇等:不同气氛下煤燃烧固硫化学反应机理研究进展87煤 炭 学 报2003年第28卷应路径并组织适当的热工环境,如煤粉炉的分级喷钙脱硫技术、链条炉[29]的两段脱硫技术、流化床条件下加强还原性气氛等措施,就可以大幅度提高煤高温燃烧脱硫技术的效率;另外煤粉炉的分级喷钙脱硫技术采用的高温还原性气氛,也能提高炉内脱硝的效率,从而达到炉内同时脱硫、脱硝的效果. 目前国际上对于不同气氛下煤燃烧固硫化学反应机理的研究主要侧重于流化床燃烧条件下的研究,对于1200～1600℃链条炉和煤粉炉条件下的研究屈指可数,特别是1200℃左右链条炉燃烧条件下的研究几乎没有.然而困扰我国环境污染的主要问题在于二氧化硫的排放,而这些二氧化硫则主要是由面广量大的工业锅炉和电站锅炉所排放出来的,所以针对工业链条炉和煤粉炉,研究不同气氛下1200～1600℃中高温区域煤燃烧固硫反应机理对于我国的环保事业具有重要的现实意义.参考文献:[1]　Corey R Milne,G eoffrey D Silcox,David W Pershing.Calcination and sintering models for applization to high temperature,short time sulfation of calcium2based sorbents[J].Ind.Eng.Chem.Res.,1990,29:139～149.[2]　Ljungstrom E B.In bed oxygen measurement in a commercial size AFBC[A].Proceedin gs of the8th International Confer2ence on Fluidized Bed Combustion[C],ASME,1986.853～864.[3]　Neville M,Quann R J,Haynes B S,et al.Vaporization and condensation of mineral matter during pulverized coal combus2tion[J].18th symposium(international)on combustion[C].Pittsburgh:The Combustion Institute,1980,59:1267.[4]　Daniels F,Alberty R A.Physical chemistry[M].New Y ork:Wiley,1975.[5]　Snow M J H,Longwell J P,Sarofim A F.Direct sulfation of calcium carbonate[J].Ind.En g.Chem.Res.,1988,27:268～273.[6]　Lyngfelt A,Leckner B.Sulfur capture in fluidized bed boilers—the effect of reductive decomposition of CaSO4[J].ChemicalEngineering Journal,1989a,40:59～69.[7]　Lyngfelt A,Leckner B.SO2capture in fluidized bed boilers:re2emission of SO2due to reduction of CaSO4[J].Chemical En2gineering Journal,1989b,44:207～213.[8]　Dennis J S,Hayhurst A N.The effect of tem perature on the kinetics and extent of SO2uptake by calcareous material duringfluidized bed combustion of coal[A].Proceedings of the20th International Symposium on Combustion[C].Ann Arbor Michigan:The Combustion Institute,1984:1347～1355.[9]　Jonke A A,Vogel G J,Carls E J,et al.Pollution control ca pabilities of fluidized bed combustion[J]. 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赤泥对煤炭燃烧固硫作用的研究论文
引言
燃烧固硫作用是一种重要的碳氧化反应，用于处理能源生产中产生的含硫废气。

为了解决碳氧化反应中固硫反应的特性，本文应用赤泥对煤炭进行研究，以探讨煤炭燃烧固硫反应的机理和规律。

材料与方法
实验中使用煤炭样品，其中灰分主要为低温灰分（低于200℃）。

经过水分定量测定、粒度分析及相对密度测定，将
煤炭样品放入0.02mol/L NaOH溶液中，搅拌均匀，并在
150℃-400℃之间加热6小时，确定煤炭在高温下固定硫含量。

实验中采用激光粉碎器将赤泥粉碎至粒度小于30μm，并将赤
泥与煤炭搅拌均匀，比例为1:10。

采用X射线衍射测试仪测
定赤泥掺入煤炭后的相组成，并在200℃-400℃之间加热6小时，用相对密度测定仪测定煤炭加入赤泥后的固定硫含量。

结果与讨论
实验结果表明，赤泥掺入煤炭后，煤炭的固定硫含量明显增加。

当煤炭掺入赤泥，且加热温度维持在200℃-400℃时，煤炭的
固定硫含量增加最明显，且固定硫含量随加热温度升高而增加。

同时，赤泥与煤炭混合后，煤炭的碳氧化反应特性也有所改变，如电子传递速率增加，反应速度提高，反应前后CO2及SO2
排放量发生明显变化等。

综上，赤泥掺入煤炭可以有效提高煤炭燃烧固硫反应的效率，大大减少燃烧过程中的污染物的排放，为解决能源生产中的碳氧化废气污染提供了新的方案。

结论
本研究表明，赤泥掺入煤炭可以改变煤炭碳氧化反应特性，具有提高煤炭固定硫含量、增加煤炭燃烧固硫反应效率的作用。

因此，采用赤泥可以大大减少燃烧过程中的污染物的排放，有利于保护环境，是一种潜在的可行性技术。

工业洁净型煤固硫性能研究及其链条炉应用王华【摘要】以普通烟煤(长焰煤)为原料煤,考察了固硫剂的引入以及固硫添加剂的添加对烟煤固硫率的影响,并通过TG-MS初步分析了复合固硫剂的固硫机理.进一步压制得到了工业洁净型煤,并在0.5t的工业链条锅炉上进行了试烧,进一步获得了型煤在实际燃烧过程中的污染物排放数据.研究结果表明,随着钙硫比的增大(1.5～2.5),钙基固硫剂固硫率逐渐提高,以SiO2作为添加剂时,复合固硫剂固硫率效果较好,达到了69.1％.实际试烧效果也表明,加入添加剂后,型煤燃烧固硫减排效果明显,链条炉上SO2减排量达到33.3％.【期刊名称】《山西化工》【年(卷),期】2018(038)004【总页数】4页(P73-76)【关键词】长焰煤;工业型煤;链条炉;固硫【作者】王华【作者单位】山西省焦炭集团益隆焦化股份有限公司,山西介休032002【正文语种】中文【中图分类】TQ520.61引言型煤技术是为防治煤烟型大气污染而逐渐发展起来的一项燃煤技术[1]。

全球环境基金会项目的论证报告中明确指出[2],影响中国燃煤工业锅炉效率和污染的根本问题在于，大量的小型锅炉目前不得不燃用煤质多变、粒度不限及灰分高的原煤。

而解决工业锅炉燃煤的主要出路在于颗粒分级和型煤化。

目前，国内外型煤固硫主要使用的固硫剂有钙系、镁系、钠系、钾系，等，如，石灰石、白云石、方解石、氧化钙、氧化镁、氢氧化钠等；有时也选用电石渣、造纸废液、硼泥、赤泥、盐泥等工业废料；钡基、贝壳也可作固硫剂使用[3]。

在众多的固硫剂中，目前使用最多、价廉易得的是钙基固硫剂[4]。

贾瑜[5]在大量试验研究基础上，探讨了各种添加剂对钙基固硫剂脱硫率的影响，得出结论：钙基固硫剂中加入Na2CO3、Fe2O3、Al2O3等添加剂对固硫反应都有一定程度的促进作用。

耿曼[6]选取CaCO3、Ca(OH)2(质量配比为3∶2)为主固硫剂，用钙基固硫剂质量2%的Na2CO3对其改性，利用蛭石作为固硫添加剂，实验结果表明，煤粉掺入该固硫剂，在950 ℃下燃烧0.5 h，固硫率可以达到85%。

燃煤脱硫技术研究进展摘要：本文通过对燃煤三种脱硫途径进行分析，重点对燃烧前对煤进行生物、电化学、化学、物理、微波辐射脱硫等脱硫途径原理和工艺进行了分析比较，指出了每种脱硫技术存在的优缺点，并对今后脱硫技术的发展提供指导，最后认为脱硫工艺的发展前景为现有各脱硫工艺的联合使用。

关键词：物理脱硫生物脱硫化学脱硫电化学脱硫微波辐射Research progress of Desulfurization forBurning CoalZhao sulei(Coal Chemical Industry Subsidiary of TYHI, Taiyuan030024,China)Abstract: In this paper, three kinds of desulfurization of coal are analysed. desulfurization technology, including physical, biological, chemiscal, electrochemical methods , and microwave radiation method were compared，andtheirrespectiveadvantages and disadvantages were discussed to provide guidance for the development of desulfurization technology. The prospect of desulfurizationprocess is a combination of the above desulfurization processes.Keywords: Physical desulfurization、Biological desulfurization 、Chemiscal desulfurization 、Electrochemical desulfurization 、Microwave radiation人类的生存和发展离不开能源, 煤炭等矿物燃料的燃烧是人类获取能源的重要途径之一。

煤矿脱硫技术研究进展煤矿作为我国主要的能源来源之一，其使用也不可避免地带来了环境问题。

其中，煤矿燃烧排放的二氧化硫是导致大气污染的主要原因之一。

为了减少煤矿燃烧过程中的二氧化硫排放，煤矿脱硫技术研究成为了一个重要的课题。

煤矿脱硫技术的发展经历了多个阶段。

早期的煤矿脱硫技术主要采用物理方法，如洗煤和重介质分选等。

这些方法虽然能够一定程度上减少煤矿中的硫含量，但效果并不理想。

随着科学技术的不断进步，化学脱硫技术逐渐得到应用。

其中，石灰石脱硫工艺是最早被广泛采用的一种方法。

该工艺通过将石灰石与煤矸石混合燃烧，使石灰石中的氧化钙与煤矸石中的硫化物反应生成硫酸钙，从而达到脱硫的目的。

然而，石灰石脱硫工艺存在着石灰石资源有限、脱硫效率低等问题。

随着环境保护意识的增强，煤矿脱硫技术也在不断创新和改进。

其中，湿法石膏脱硫技术是目前应用最广泛的一种方法。

该技术通过将石膏与煤矸石混合燃烧，使石膏中的氧化钙与煤矸石中的硫化物反应生成硫酸钙，从而实现脱硫。

湿法石膏脱硫技术具有脱硫效率高、脱硫产品可回收利用等优点，被广泛应用于煤矿脱硫工程中。

除了传统的化学脱硫技术外，近年来，生物脱硫技术也逐渐引起了人们的关注。

生物脱硫技术是利用微生物对煤矸石中的硫化物进行降解，从而实现脱硫的一种方法。

与传统的化学脱硫技术相比，生物脱硫技术具有工艺简单、无二次污染等优点。

目前，生物脱硫技术在实际应用中还存在一些问题，如微生物培养条件的控制、脱硫效率的提高等，但其发展潜力巨大，值得进一步研究和推广。

此外，随着科技的不断进步，新型脱硫材料的研发也成为煤矿脱硫技术研究的一个热点。

例如，纳米材料在煤矿脱硫中的应用被广泛关注。

纳米材料具有比表面积大、活性高等特点，可以提高脱硫效率。

同时，纳米材料还可以通过表面改性等手段，进一步提高脱硫效果。

此外，还有一些新型吸附剂、催化剂等材料的研发也为煤矿脱硫技术的进一步改进提供了新的思路。

综上所述，煤矿脱硫技术研究经历了多个阶段，从早期的物理方法到现在的化学和生物脱硫技术，不断创新和改进。

‎‎‎‎煤炭脱硫的‎研究现状‎煤炭脱硫的‎研究现状文‎章标题：‎煤炭‎脱硫的研究‎现状摘要：‎本‎文介绍了国‎内外煤炭物‎理脱硫、化‎学脱硫、生‎物脱硫以及‎燃烧中固硫‎、燃后烟道‎气脱硫等技‎术的历史和‎现状，并重‎点说明了煤‎炭微生物脱‎硫的影响因‎素和存在的‎问题。

最后‎分析了煤炭‎脱硫技术的‎发展方向。

‎关键词：‎煤；‎物理脱硫；‎化学脱硫；‎生物脱硫1‎引言煤是地‎球上最丰富‎的化石燃料‎之一，也是‎我国的最主‎要能源。

但‎是，我国的‎煤炭资源平‎均含硫量偏‎高，其中全‎硫含量大于‎2的高硫煤‎储量约占煤‎炭总储量的‎1/3，在‎采出的煤炭‎中约占1/‎6。

高硫煤‎在加工利用‎时产生大量‎S O2和氮‎化物，是形‎成大气污染‎和酸雨的主‎要原因。

酸‎雨使湖泊变‎成酸性，使‎水生生物死‎亡，也使大‎面积森林死‎亡；酸雨还‎会加速许多‎建筑结构、‎桥梁、水坝‎、工业装备‎、供水管网‎、动力和通‎讯设备等的‎腐蚀；酸雨‎还会导致地‎面水成酸性‎，地下水中‎的金属含量‎增高，饮用‎这种水或食‎用酸性河水‎中的鱼类会‎对人体健康‎产生危害。

‎煤炭中硫的‎存在还会影‎响煤炭加工‎后的产品（‎如冶金焦、‎合成气等）‎质量。

因此‎，随着人们‎环境保护意‎识的增强，‎对于加工利‎用的煤炭中‎全硫含量要‎求越来越严‎格，我国已‎把煤炭脱硫‎列为洁净煤‎技术（Cl‎e anCo‎a lTec‎h nolo‎g y，简称‎C CT）的‎研究项目。

‎所以，煤炭‎脱硫问题是‎一个重要的‎研究课题，‎解决它具有‎重大现实意‎义。

2煤中‎硫的分布及‎其脱除方法‎2.1煤中‎硫的分布煤‎炭脱硫与硫‎在煤炭中的‎赋存状态有‎着密切的关‎系。

煤炭中‎硫按照硫的‎赋存状态可‎分为有机硫‎和无机硫，‎有机硫包括‎硫醇、硫醚‎和噻酚硫，‎约占全硫含‎量的60-‎70；无机‎硫包括黄铁‎矿硫、硫酸‎盐硫和单质‎硫，约占全‎硫含量的3‎0-40，‎黄铁矿（F‎e S2）是‎煤炭中硫的‎主要组成部‎分。

目录第一章概述 (3)1.1 引言 (3)1.2.1 国外型煤技术发展现状 (3)第二章型煤粘合机理 (5)第三章型煤用粘合剂 (6)第四章型煤技术及工艺 (8)第五章结论及建议 (11)参考文献 (12)第一章概述1.1 引言1.2 型煤的分类型煤是用一种或一定比例的黏合剂或固硫剂在一定的压力下加工形成的、具有一定的形状和物理化学性能的煤炭产品。

工业层燃锅炉和工业窑炉燃用型煤与燃用原煤相比，能显著提高热效率，减少燃煤污染物的排放，所以型煤技术是适合我国国情的、应该鼓励推广使用的洁净煤技术之一。

1.2.11.3 型煤的研究进展1.3.1 国外型煤技术发展现状20世纪初，德国开始用年轻褐煤采用高压无粘结剂成型工艺生产褐煤砖。

1985年仅德国的莱茵褐煤矿区就生产了褐煤砖400万t左右，用于造气、集中供热和民用。

20世纪30年代,褐煤成型两段炼焦工艺问世，1969年世界高炉会议肯定了型焦是高炉技术的重要发展方向之一,之后陆续出现了20多种利用弱粘结煤或不粘结煤生产型焦的工艺。

1933年，日本开始在工业上生产蒸汽机车用型煤,以节约大量煤炭。

1971年，日本铁路机车79%用型煤,成为国外型煤用量最大的行业，在日本战败后的经济恢复期，政府呼吁治山治水保护森林，型煤迅速发展成为日本家庭生活的主要燃料。

原苏联型煤工业发展也较迅速，1985年产量己超过1.3亿t。

韩国于20世纪60年代开始普及使用型煤，在推广之初根据韩国当时的经济发展水平由政府制定了30年型煤发展计划，从政策、技术、税收等方面大力支持型煤的发展。

到80年代高峰时期，韩国的型煤产量达2400万t，其中，汉城市达600万，型煤普及率100%。

当前国外发达国家对型煤技术的研究从未停止。

近年来生物质型煤技术成为国外型煤技术研究的热点之一，日本、土耳其、西班牙、瑞典、美国及我国的台湾地区均开展了此方面的研究。

另外，发达国家的型煤研究开始进入了更细化、更环保的研究阶段,凭借技术和装备上的先发优势进军中国市场。

煤燃烧时硫转化率的研究
煤燃烧是当今世界能源消耗的重要方式之一，它也是最重要的空气污染物源之一。

伴随着燃烧过程中煤中组分的燃烧，煤中大量的硫化物被氧化，释放到大气中，因此硫的转化率在煤的燃烧过程中的变化具有很高的研究价值。

最近几年来，煤燃烧硫转化率的研究已取得了显著进展，取得了一系列重要成果。

主要是通过评估不同煤样品的热解特性，采用多种化验技术，如高分辨率X射线能谱法，高能电子衍射等，以研究硫的转化率及影响因素。

研究发现，煤质量、粒度、熔融点、热解温度、硫含量等因素对燃烧过程中硫的转化率都有影响。

特别是，粒度细小的煤样品的燃烧过程中，由于气体中的氧还原率较高，硫的转化率也较高。

反之，粒度大的煤样品，由于气体中的氧还原率较低，硫的转化率也较低。

此外，硫转化率还会受到燃烧装置的热力学状态以及燃烧空气的比例等因素的影响，而空气进入燃烧室的速度也是影响硫转化率的一个重要因素。

综上所述，煤的燃烧过程中硫转化率受到多种因素的影响，如煤质量、粒度、熔融点、热解温度、硫含量、燃烧空气的比例以及气体进入燃烧室的速度等，因此，只有通过对这些因素的深入研究，才能有效控制硫转化率。