应用工业固硫型煤技术控制燃煤工业锅炉hkou.docx

应用工业业固硫型型煤技术术控制燃燃煤工业业锅炉二氧化硫硫污染中国国燃煤工工业锅炉炉二氧化化硫污染染综合防防治对策策（四）张慧明 王娟（青岛市市环境科科学学会会，青岛岛26660011） （青青岛建筑筑工程学学院环境境工程系系，青岛岛26660333）摘 要要 本本文研究究应用工工业固硫硫型煤技技术控制制燃煤工工业锅炉炉SO22的污染染。研究究表明，燃燃烧工业业固硫型型煤是控控制燃煤煤工业锅锅炉SOO2污染的的最经济济、简便便、有效效的方法法。关键词 煤炭炭；燃煤煤工业锅锅炉；烟烟尘；二二氧化硫硫；工业业固硫型型煤Conttrolllinng SSulffur Diooxidde PPolllutiion froom IInduustrriall Cooal-Fixxed Boiilerrs bby BBurnningg Inndusstriial Fixxed sullfurr moodell CooalZhanng HHuimmingg(Qinngdaao IInsttituute of Envviroonmeentaal sscieencee, QQinggdaoo 26660001)Wangg Juuan(Depparttmennt oof EEnviironnmenntall Ennginneerringg , Qinngdaao IInsttituute of Arcchittectturee annd EEngiineeerinng，QQinggdaoo 26660333)Absttracct Reeseaarchh onn coontrrolllingg suulfuur ddioxxidee poolluutioon ffromm inndusstriial coaal-ffireed bboillerss byy buurniing inddusttriaal ffixeed ssulffur moddel coaal hhavee beeen connducced in thiis ppapeer. It is shoown by stuudy thaat bburnningg inndusstriial boiilerrs iis tthe mosst eeconnomiic aand thee siimplle aand thee efffecctivve mmeanns ffor conntroolliing sullfurr diioxiide pollluttionn frrom inddusttriaal ccoall-fiiredd booileers .Key worrds Cooal; Inndusstriial coaal-ffireed bboiller; duust; suulfuur ddioxxidee; iinduustrriall fiixedd suulfuur mmodeel ccoall1引言多年来，我我国大气气污染控控制实践践表明，应应用传统统的方法法，燃煤煤工业锅锅炉SOO2污染是是难以控控制的。只只有从能能源与大大气环境境问题入入手，采采用清洁洁燃料、淘淘汰小锅锅炉、应应用工业业固硫型型煤、采采用水煤煤浆、应应用循环环流化床床洁净燃燃烧技术术和烟气气脱硫一一整套的的科学的的综合防防治技术术，才能能简便、经经济、有有效地控控制燃煤煤工业锅锅炉SOO2污染。这这套防治治技术具具有燃烧烧效率高高，一般般在900%左右右；热效效率高，一一般在880%以以上；排排烟烟尘尘浓度和和SO22浓度均均可达到到锅炉炉大气污污染物排排放标准准的要要求，大大大减少少资源浪浪费，经经济效益益、环境境效益和和社会效效益最佳佳，是我我国目前前及未来来燃煤工工业锅炉炉SO22污染防防治最佳佳的替代代技术。只只有采用用这套污污染综合合防治技技术，我我国大气气环境污污染才有有望得到到控制，即即使在经经济持续续迅速发发展的情情况下，我我国大气气环境污污染也是是可以控控制的。本本文研究究应用工工业固硫硫型煤技技术，控控制我国国燃煤工工业锅炉炉SO22污染。2工业固固硫型煤煤概况20世纪纪50年年代初，由由于伦敦敦烟雾事事件，英英国研究究开发了了民用及及工业用用型煤，以以防治民民用炉灶灶和工业业炉窑烟烟尘SOO2污染。880年代代中期，美美国洁净净煤技术术研究开开发规划划出台，作作为洁净净煤技术术的重要要内容之之一的型型煤技术术，获得得进一步步的研究究及发展展。由于于节能和和大幅度度减少烟烟尘和SSO2污染，工工业固硫硫型煤受受到许多多国家的的青睐。在我国天天然气、柴柴油等短短缺的许许多地区区和部门门，煤炭炭依然是是燃煤工工业锅炉炉的主要要燃料，用用作锅炉炉的煤炭炭不应是是原煤，而而应是工工业固硫硫型煤。应应用工业业固硫型型煤，控控制燃煤煤工业锅锅炉SOO2污染。型煤是由由原煤粉粉碎、添添加粘结结剂、助助燃剂、固固硫剂后后经加工工而成的的成型固固体清洁洁燃料。对对于工业业型煤，就就其加入入固硫剂剂与否，可可分为工工业固硫硫型煤和和工业非非固硫型型煤。工工业型煤煤按加工工工艺，可可分为冷冷压成型型和热压压成型两两种。由由于冷压压成型需需要加入入粘结剂剂，且工工艺比较较简单，又又称为粘粘结成型型，在我我国获得得广泛的的应用。我国工业业固硫型型煤技术术研究开开发较晚晚，只是是近十几几年，为为了削减减燃煤工工业锅炉炉SO22及烟尘尘的排放放量，国国家对工工业锅炉炉固硫型型煤进行行了专门门的攻关关研究，并并取得了了可喜的的成果。目目前我国国工业锅锅炉燃烧烧型煤后后，SOO2可减少少4080%，国外外可达887%；烟尘排排放量可可减少550880%，国国外可达达80%；NOOx和苯苯并（）芘的的排放量量也会减减少500%以上上，国外外也如此此；热效效率提高高1525%，国外外可达220330%；节约煤煤炭155200%，国国外可达达2030%，经济济效益和和环境效效益相当当可观。我我国的工工业固硫硫型煤技技术，也也步入了了国际的的先进行行列。3工业固固硫型煤煤的生产产工艺流流程及设设备和质质量指标标3.1工工业固硫硫型煤生生产工艺艺粘结成型型型煤的的生产工工艺流程程如图11所示，热热压成型型型煤的的生产工工艺流程程如图22所示。脱硫剂粘结剂原料煤筛分储煤仓给料器破碎机卧式搅拌机烘干窑产品库成型机立式搅拌机图1 粘结成成型型煤煤的生产产工艺流流程计量固硫剂粉状烟煤煤气发生炉型煤固定床氧热处理计量压球粉碎混料计量焦油渣工业固硫无烟煤图2 粘结成成型型煤煤的生产产工艺流流程3.2粘粘结成型型型煤生生产的主主要设备备粘结成型型型煤生生产的主主要设备备包括：环式破碎碎机（GGJ855A-型） 产量量1015tt/h 双辊辊成型机机（ MMQ111-9） 产量量5t/h卧式双轴轴搅拌机机（PLLT23300型型） 产量115t/h 双层翻翻板烘干干窑 产产量5tt/h立式搅拌拌机 产量55t/hh3.3 TY-A型工工业锅炉炉型煤质质量指标标TY-AA型工业业锅炉型型煤质量量指标如如下：粒度，mmm20×330×40灰分Ayy，% 144.933全硫Syy，% 1.522全水，% 2.477发热量SSyQ，caal/kkg 67355 挥发分VVy，%17.000Cy，%72.889 Hy，%3.622Ny，%1.022 Oy，%2.177反应活性性1000049.77孔隙率QQyDW，%16.55T1, 12.77T2, 13.66T3, 140004工业固固硫型煤煤的原料料煤及粘粘结剂和和固硫剂剂4.1工工业固硫硫型煤原原料煤的的控制指指标工业固硫硫型煤原原料煤的的控制指指标如下下：加入烟煤煤，% 88122 加入无无烟煤，% 88122低位发热热量，kkcall/kgg 756600 水水分，% 4粒度 3mmm占880%以以上4.2工工业固硫硫型煤粘粘结剂工业固硫硫型煤的的粘结剂剂，按化化学状态态可分为为有机、无无机、复复合三大大类，常常用粘结结剂列于于表1。粘粘结剂添添加量为为6114%。表1 工业固固硫型煤煤常用粘粘结剂粘结剂分分类粘结剂名名称有机疏水型亲水型煤焦油沥沥青，石石油沥青青纸浆废液液，糠醛醛废液，酿酿酒废液液，制糖糖废液无机不溶性水溶性水泥，石石灰，各各类粘土土水玻璃等等复合粘结结剂粘土纸纸浆废液液，水玻玻璃粘土，水水玻璃水泥4.3工工业锅炉炉型煤固固硫剂工业锅炉炉型煤的的固硫剂剂，按化化学组成成可分为为钙系、钠钠系及其其它三类类。工业业固硫型型煤常用用的固硫硫剂列于于表2。固固硫剂的的加入量量视煤的的含硫量量而定，一一般石灰灰加入量量为23%。型型煤高温温燃烧时时，煤炭炭产生的的SO22表2 工业固固硫型煤煤常用固固硫剂固硫剂分分类固硫剂分分子式钙系金属氧化化物氢氧化物物盐 类类CaO，MMgOCa(OOH)22，Mgg(OHH)2CaCOO3，Mgg COO3钠系氢氧化物物盐 类类NaOHH，KOOHNa2CCO3，K2CO3其它金属氧化化物MnO22，Fee2O3，SiiO2，All2O3被Ca(OH)2、Mgg(OHH)2、CaaO、MMgO等等碱性物物质吸收收，生成成的硫酸酸盐被固固定在炉炉渣中，削削减了煤煤炭燃烧烧SO22的排放放量。型型煤燃烧烧时热效效率高，燃燃尽率高高，反应应活性大大，为无无焰燃烧烧，大大大降低了了烟尘的的排放量量。5工业固固硫型煤煤的特性性5.1型型煤的反反应活性性（）比原原煤高试验表明明，在同同一温度度下，型型煤的活活性（）值比比原煤高高0.332.6倍。9940时原煤煤活性（）值为0.17，型煤的活性（）值为0.78，型煤的活性（）值比原煤提高了3.58倍，此时型煤炉温可达1100。5.2型型煤的燃燃烧性比比原煤好好试验表明明，型煤煤的燃烧烧性比原原煤好，如如表3所所示。由由于型煤煤具有良良好的燃燃烧性能能，所以以型煤热热效率高高，燃尽尽率高，节节煤好。表3 型煤燃燃烧性能能与原煤煤比较燃烧性能能原煤型煤热变形特特性焦渣特性性比表面积积（/m3）孔隙率（%）炉膛温度度（）反应活性性（10000时）不变形455194031.00花卉状32000201100054.115.3型型煤固灰灰固硫能能力比原原煤好由于型煤煤燃烧性性能好，型型煤燃烧烧时烟尘尘排放量量比原煤煤减少550880%，苯苯并（）芘的排排放量也也有大幅幅度下降降，至少少减少550%以以上；型型煤含有有固硫剂剂及其特特殊的结结构，SSO2排放量量减少了了4080%，故型型煤固灰灰固硫能能力比原原煤好。6我国工工业固硫硫型煤的的规格及及用途目前我国国生产的的工业固固硫型煤煤有多种种系列，起起规格及及用途列列于表44。表4 中国工工业固硫硫型煤的的规格及及用途形状产地规格用途椭圆形杭州28mmm×34mmm×46mmm18mmm×33mmm×37mmm用于工业业锅炉黄石30mmm×40mmm×48mmm20mmm×36mmm×40mmm用于手烧烧和普通通锅炉用于机械械炉排锅锅炉太原20mmm×30mmm×40mmm用于蒸汽汽锅炉和和热水锅锅炉棒 形形杭州直径255mm，长长度视需需要而定定用于工业业锅炉和和窑炉正方形杭州100mmm×1000mm××1000mm用于工业业锅炉和和窑炉我国工业业固硫型型煤生产产成本较较低，比比原煤仅仅增加111.55%。如如果采用用废渣废废液作粘粘结剂和和固硫剂剂，型煤煤的成本本可降低低10%以上。以以废治废废，综合合利用、降降低成本本。7我国工工业固硫硫型煤在在锅炉上上的应用用7.1工工业固硫硫型煤在在锅炉上上应用的的环境效效益和经经济效益益工业固硫硫型煤在在锅炉上上应用的的环境效效益和经经济效益益，优于于其它各各种煤加加工途径径，如表表5所示示。表5 型煤与与各种煤煤加工途途径对锅锅炉用煤煤的效益益比较加工途径径液化气化选煤块煤筛粉粉型煤环境效益烟尘减少少95%95%增大40%50880%SO2减减少90%95%50%040775%其他污染染减少减少00减少节能效益益浪费222%浪费200%浪费144%节煤6%节煤155%经济效益建厂投资资（元/t煤）300270201220用户燃料料费增加3倍倍增加2倍倍增加455%增加266%节约100%盈利情况况亏亏盈盈盈7.2工工业固硫硫型煤在在锅炉上上应用的的节能效效益工业固硫硫型煤在在锅炉上上应用的的节能效效益优于于煤炭不不同加工工产品，如如表6所所示。表6 煤炭不不同加工工产品在在工业锅锅炉上应应用的节节能效益益燃料或加加工途径径原煤油气选煤块煤型煤液化气化燃烧效率率，%锅炉热效效率，%节能率，%能量转化化率，%总热能利利用率，%节煤率，%7588068100689888+299985+2575880688558-148673798.5572695801797.5578156053-225648-297.3工工业固硫硫型煤在在锅炉上上应用节节约的基基建费用用工业固硫硫型煤在在锅炉上上应用的的基建费费用，低低于其它它各种不不同加工工途径煤煤的基建建费用，如如表7所所示。表7 煤炭不不同加工工节约基基建费用用的经济济效益加工途径径原煤煤液化煤气化选煤块煤型煤按原煤计计t煤/a基建建投资，元元/t按产品计计t煤/a基建建投资，元元/t节约t煤煤/a的的投资，元元/t建厂周期期150300500不节煤45270480不节煤342023不节煤231025130122020118127.4工工业锅炉炉燃烧工工业固硫硫型煤的的经济效效益工业锅炉炉燃烧工工业固硫硫型煤时时经济效效益十分分显著，如如表8所所示。在在年处理理烟气量量15005000m3的433台工业业锅炉上上燃烧工工业固硫硫型煤时时，比燃燃烧原煤煤时每年年可节约约2377.6万万元，其其经济效效益十分分可观。表8 工业锅锅炉燃用用工业固固硫型煤煤的经济济效益炉窑类型型燃烧原煤煤燃烧工业业固硫型型煤烟尘治理理投资万元/110000m3烟尘治理理运行管理费费用万元/110000m3煤炭耗量t标/aa台数烟气量m3/aa节省治理理投资费用用万元/aa节省治理理运行管理费费用万元/aa型煤耗量t标/aa节约煤炭%节煤价值万元/aa锅炉0.899000.5444578966.088431505500133.9581.99566899.715.3321.7714887.5工工业锅炉炉燃烧工工业固硫硫型煤的的环境效效益工业锅炉炉燃烧工工业固硫硫型煤时时环境效效益也相相当可观观，如表表9所示示。工业业锅炉上上燃烧工工业固硫硫型煤后后，烟尘尘排放量量可减少少57%；烟气气林格曼曼黑度可可降低33度；型型煤的固固硫效率率为544.522%。锅锅炉排放放的烟气气烟尘浓浓度、烟烟气黑度度及SOO2的浓度度，均可可达到锅锅炉大气气污染物物排放标标准的的要求。表9 工业锅锅炉燃用用工业固固硫型煤煤的环境境效益炉窑烟气总量量104mm3/a燃原煤时时平均烟烟尘浓度度mg/mm3燃固硫型型煤后减减少排放放烟尘%减少排尘尘量t/a降低林格格曼黑度度型煤固硫硫率%减少排SSO2放量t/a类型台数锅炉342577006505715777.2351.552162.728结语（1）在在清洁燃燃料短缺缺的地区区及部门门，尤其其是小容容量的工工业锅炉炉，可优优先选用用工业固固硫型煤煤作锅炉炉的燃料料，目前前主要用用于200t/hh以下的的锅炉。（2）型型煤克服服了原煤煤的缺陷陷，具有有活性高高、反应应性能高高的特点点，燃烧烧反应完完全，为为无烟燃燃烧，热热效率高高，燃尽尽率高，减减少烟尘尘污染，节节约煤炭炭。（3）由由于型煤煤在加工工过程中中可适当当配料，添添加脱硫硫剂，故故具有最最佳的燃燃料化学学特性和和适宜的的焦渣特特性，并并具有较较高的脱脱硫效率率。（4）型型煤热变变形性能能好，燃燃烧时不不崩溃而而呈花卉卉状，因因而空隙隙度高，比比表面积积大，能能充分与与空气接接触，碳碳燃烧充充分，炉炉温高，提提高了热热效率，减减少了烟烟气中未未燃尽碳碳、苯并并（）芘和和烃类的的排放量量，节约约了煤炭炭，减少少了有害害物质的的排放量量。（5）型型煤入炉炉后不飞飞灰、不不漏料，又又由于具具有良好好的燃烧烧性能，灰灰渣含碳碳量低，降降低了煤煤耗。（6）利利用粉煤煤、泥煤煤等做型型煤的原原料，为为泥煤和和粉煤的的利用找找到了市市场，资资源得到到充分、合合理的利利用。（7）经经济效益益和环境境效益相相当可观观，型煤煤是最经经济的工工业锅炉炉大气污污染控制制技术，是是工业锅锅炉洁净净燃烧首首选的清清洁燃料料。（8）煤煤的成型型工艺是是原煤的的再加工工物化过过程，是是把不便便于运输输、不便便于使用用、易于于造成粉粉尘飞扬扬的细颗颗粒及粉粉煤加工工成粒度度均一、强强度高、疏疏水性好好、便于于运输、方方便使用用的高效效洁净固固体成型型燃料。（9）目目前我国国工业固固硫型煤煤的生产产多停留留在示范范阶段，无无论是品品种、质质量和数数量都远远远满足足不了工工业锅炉炉的应用用，工业业固硫型型煤在工工业锅炉炉上的应应用尚未未起步。参考文献献1、王汉汉臣，大大气保护护与能源源利用，中中国环境境科学出出版社，北北京，119922；2、张天天立，消消烟除尘尘与环境境保护，浙浙江大学学出版社社，杭州州，19986年年；3、张慧慧明，“中国能能源与大大气环境境”，中国国经济文文库，中中央编译译出版社社，北京京，199954、张慧慧明，“应用工工业固硫硫型煤控控制大气气二氧化化硫污染染”，上海海环境科科学，115（88）211244页，119966；5、张慧慧明，“中国燃燃煤工业业锅炉排排放二氧氧化硫对对大气的的污染及及工业固固硫型煤煤的应用用”，环境境科学进进展，77（1）554661页，119999； 6、张慧慧明，“中国燃燃煤工业业锅炉SSO2污染综综合防治治对策”，首届届中国西西部地区区环境与与发展经经济技术术国际研研讨会论论文集，昆昆明，220033；作者简介介 ：张张慧明，著著名环境境学家，中中国二氧氧化硫污污染控制制工程奠奠基人。15