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1、第34卷第4期锅炉技术Vol.34,No.42003年7月BOILERTECHNOLOGYJul.,2003文章编号:CN311508(2003)04007205燃煤脱硫技术的研究进展傅康,周俊虎,黄镇宇(能源清洁利用与环境工程教育部重点实验室,浙江大学热能工程研究所,浙江杭州310027)关键词:燃煤;脱硫;研究进展摘要:全面介绍了国内外燃煤脱硫研究的进展,包括较新的煤炭微生物催化脱硫、微生物烟气脱硫、等离子烟气脱硫技术等工作原理及其最新的研究进展,最后指出同时高效脱硫脱硝是今后发展的趋势。中图分类号:X701文献标识码:B澳大利亚等国对煤炭的深
2、度降灰脱硫开展了大1前言量工作,如微细磁铁矿重介旋流器、静电选、高梯随着人类社会的发展,人们对生活环境的质度磁选、浮选柱、油团选、选择性絮凝等。美国在[1]量要求也越来越高,但是化石燃料的燃烧作为最微泡浮选柱和油团选方面已投入工业应用。重要的获取能源的方式,一直在对空气造成严重1998年末在籍选煤厂1581座,选煤能力的污染,其中的SO2可以导致酸雨,使得土地酸494.33Mt,入选量327.63Mt,入选率25.66%。化,严重的可以直接引起疾病,威胁人类的健康。最大炼焦煤选厂设计能力400万t/年,最大动力我国近几年发展很快,能源的需求量不断增
3、大,煤选厂设计能力1900万t/年。国内自行研制的环境污染问题已经引起了广泛关注。按照作用设备已基本满足400万t/年以下各类选煤厂建阶段的不同,目前脱除煤炭中SO2的方法有3设和改造需要,有些工艺指标已达到或接近世界种:燃烧前的脱硫、燃烧过程中的脱硫即炉内脱先进水平。国有大中型选煤厂技术改造的主要硫、燃烧后的脱硫即烟气脱硫。内容,已由过去单纯的注重降灰转为降灰与脱硫并举及回收洗矸中的黄铁矿。2燃煤脱硫技术2.1.2煤的热解和加氢热解2.1燃烧前的脱硫硫在原煤中主要是在Fe2S和C2S的化学键原煤中硫含量约在0.5%～11%之间,无机作用之下存在的
4、,而这2种化学键与C2C相比较硫主要以黄铁矿和砷黄铁矿形式存在,有机硫主不稳定,在热解条件下很容易脱离生成气相硫化要以硫醇、硫化物和杂环硫化物等形式存在于复物H2S或COS。煤的热解和加氢热解就是利用杂的煤晶格中。目前燃烧前的脱硫研究主要有3这一特征脱除煤中的硫分。个方向:煤炭的物理脱硫,煤的热解和加氢热解,在煤所含的硫分当中,噻吩硫是一种比较稳煤炭的生物脱硫。定的有机硫存在形态,近年来对它的专门研究已[2]2.1.1煤炭的物理脱硫经成为脱硫研究的重要分支。研究表明,对于煤的物理脱硫可分为干选脱硫和湿选脱硫,以噻吩结构为主要存在形态的燃煤,采用常规
5、的主要是通过物理方法将煤炭中的黄铁矿分离出高温热解部分气化的方法脱硫效果不佳,而如果来。干选脱硫可分为干式分选摇床、磁力分选和采用低温氧化法虽然硫的析出率较高,但是热值静电法。如磁选法,就是先将煤炭中的矿物质变损失较大。加氢脱硫的方法就是在煤热解脱硫为磁性物质,然后把它分离出来。煤的湿选脱硫的基础上研究出来的,它是将原煤的热解脱硫过即煤的洗选,其中,跳汰、重介、浮选工艺技术上程在氢气的气氛下进行,利用氢气将原煤中的硫很成熟并已产业化。近几年,美国、日本、德国及铁矿及其产物、有机硫或其分解产物与氢结合而收稿日期:20020703作者简介:傅康(197
6、9),男,浙江金华人,浙江大学热能工程研究所在读硕士研究生,主要从事煤燃烧过程中的脱硫机理研究。第4期傅康,等:燃煤脱硫技术的研究进展73较快析出。2.2燃烧过程中的脱硫[3]王娜,李文等在加氢热解的基础上,提出燃烧过程中的脱硫即炉内脱硫,是指炉内喷了多段加氢热解新过程,采用在煤热解过程中产射固硫剂,在煤燃烧、放出SO2的同时,利用固硫生自由基最多、最快的峰温处停留适当时间的手剂和SO2反应,生成硫酸盐或硫化物,将气相中段,促进了氢气与煤中自由基的反应程度,在大的硫固定下来。一般炉内脱硫的研究都以钙基幅度提高焦油收率的同时,显著减少了半焦和焦脱硫剂
7、[(CaCO3和Ca(OH)2)]为研究对象的,这油中的硫、氮含量。是因为钙基脱硫剂的成本相对较低,容易实现产2.1.3煤的生物脱硫业化。近年来,国内外研究者对生物技术在脱除石但是炉内喷射钙基固硫剂脱硫的最大问题油和煤炭中的硫分方面研究进行了大量研在于脱硫效率不高,这是由2方面的因素造成[4～5]究。生物脱硫即生物催化脱硫(BDS),是一的:一是由于脱硫产物CaSO4的摩尔体积大于种在常温常压下利用厌氧菌、需氧菌去除含硫杂CaCO3和Ca(OH)2,使得在反应开始的零点几秒环化合物中硫的技术。由于生物脱硫(BDS)是利时间里就发生堵孔现象,阻止颗粒
8、内部发生反用菌株氧化燃料中的硫分,而不破坏烃类主体的应,导致固硫剂的利用率很低;二是大型电站锅分子结构,因而不会像高温热解
