煤气化过程中硫的转化机理及控制技术

科技创新导报|?011 NO.20Science and Technology Innovation Herald工程技术煤气化过程中硫的转化机理及控制技术.(河南恩湃高科集团有限公司河南郑州450052)摘要:本文分析了煤熬烧过程中无机硫和有机硫的特化机理并时目前常用的脱确技术进行了总站。关键词:煤气化硫转化控创中团分类号;TK229文献标识码:A文章编号:1674-098X(2011)07(b)-0128-011煤中硫的转化加工技术的基础上发展起来的-一种清洁的循环和外部循环.炉内温度处在脱硫剂的在热解过程中,煤中硫的转化受到多新型燃料, 具有燃烧稳定,污染排放少等优最 佳脱硫温度范围内，脱硫剂在炉内的停种内在(如硫的形态.煤的有机结构、煤中点, 其外观像油，流动性好.能用泵输送.它留时间大大延长,同时 也提高了床内脱硫的矿物质等)及外在因素(如温度,气氛、加保留 了煤的燃烧特性,又具备了类似重油剂颗粒的浓度 ;此外,床料之间以及床料与热速率等)的影响。的液态燃烧的特点。床壁之间的磨损.擅击使脱硫剂颗粒表面1.1煤中无机硫的转化2.2燃烧后烟气脱硫技术产物层变薄或使脱硫剂分裂,有效地增加煤中的无机硫主要包括硫酸盐硫和黄烟气脱硫技术主要是利用吸收剂或吸了 脱硫剂的反应比表面积,使脱硫剂的钙铁矿硫。因为硫酸盐硫在煤中的含量很低，附剂去除烟气中的SO2, 并使其转化为稳定利用 事得到相应地提高.因而循环流化床而且硫酸盐硫属不可燃硫,不会造成燃煤的硫化 合物或硫酸盐.按照脱硫过程是否锅炉在不增加额外脱硫设备和较低的运行污染,故研兖很少。纯黄铁矿的热分解受到加水和脱硫产 物的干湿状态,可分为湿法、费用下就能够清洁地燃烧高硫煤。固一定的热力学限制，研究表明:在N2.H,或干法和半 下法三类。CO气氛下室温条件下黄铁矿不可能分解，(1)湿法脱硫技术湿法烟气脱硫技术就3结语只能在高温下发生分解:此外,黄铁矿的结是 指向特定的脱硫装置中的烟气喷洒含有分析了煤燃烧过程中无机硫和有机硫晶状态.晶体结构的扭曲程度都会影响到吸收 剂的浆液,使SO,气体与浆液中的吸收的转化机理 ，并在此基础上总结了目前三自身的热分解温度"。剂发生反应，湿状态下对反应产物进行处类常用的脱硫过程,即:燃烧前脱硫、燃烧1.2煤中有机硫的转化理。主要包括:石灰石(石灰)-石膏法、磷氨后烟气脱 硫和燃烧中脱硫。媒中有机硫的存在远比无机硫形态复复 合肥(P AFP)法、钠碱法氨吸收法等。0杂,其对热的稳定性差别也很大.一般认(2)干法烟气脱硫技术干法烟气脱硫参考文献为，脂肪族的硫醇(RSH).硫醚(RSR' )在相技术 是指直接向烟气中喷入干的脱硫剂颗[1] Huiping Hu,Qiyuan Chen, Zhoulan Yin,对低的温度下析出，而芳香族的硫醇和硫粒， 使其与SO,气体发生硫化反应，从而将Pingmin Zhang. Thermal behaviors of醚在较高温度下析出，而芳构化的噻吩结硫固定在脱硫剂中,然后再对干的脱硫产mechanicallyactivated pyrites by构的有机硫则相当稳定,在950C时的析出物进行处理 .该技术主要有:炉臆干粉喷射thermogravimetry(TG). Thermochimica仍很低。脱硫法.高能电子活化氧化法.荷电干粉喷Acta .2003 ,398:233- -240.射脱硫法等。41[2] Stouffer MR&Yoo H. An investigation2控硫技术(3)半干法烟气脱硫技术半干法烟气of CaO sulfation mechanisms in boiler世界各国开发.研究.使用的SO,控制技脱硫技术是一 种脱硫剂在干燥状态下脱sorbent in jiction []. AICHE.1989 ,(35);术己达189种。这些技术概括起来可分为三硫. 在湿状态下再生(如水洗活性炭再生流1253- 1262. .类,即燃烧前脱硫.燃烧后烟气脱硫和燃烧程)或者 在湿状态下脱硫在干状态下处理[3] 史学锋，冯波,陆继东.流化床燃烧中脱中脱硫。脱硫产物(如喷雾干燥法)的烟气脱硫技术。硫研究综述[J].电站系统工程,1998, 142.1燃烧前脱硫技术若将该法与布袋式除尘器配合使用，则效(6):18~22.燃烧前脫硫土要是指原煤脱硫,即采果更明显。51[4] J.Adanez. Cirulatin, fudized bed com-用物理、化学或者生物的方法对锅炉使用2.3 燃烧中脱硫技术bustion in the turbulent的原煤进行请洗，去除原煤中所含的硫分。燃烧过程中脱硫主要是指当煤在炉内regime. .modeling of灰分等杂质,使煤得以净化。燃烧的同时向炉内喷入脱硫剂,脱硫剂在carbon combustion eficiency and sulfur(1)煤炭洗选技术洗选煤是除去或减炉内较高温 度进行自身锻烧,锻烧产物与retention[J]. Fuel , 2001 ,(80); 1405 ~少原煤中所含的硫分.灰分等杂质的一种媒燃烧产 生的SO,发生反应，生成硫酸盐，1414方法,燃用洗煤町提高热效率和可靠性,选以灰渣的形式排出炉外,达到脱硫目的。煤 [S] 刘德晶.流化床燃烧技术的工业应用煤技术分物理法.化学法和微生物法三种，燃烧中脱硫技术主要有以 下几个方向:[M].北京:中国电力出版社，999.目前我国广泛采用的是物理选煤方法。物”(1)煤气化联合循环系统 在该系统中，[6] 周一工.循环流化床锅炉添加石灰石脱理选煤技术主要是利用清洁媒、灰分.黄铁煤与气化剂首 先在气化炉内反应生成燃料硫SO,排放与灰平衡计算[J].电力环境保矿的比重不同,以去除部分灰分和黄铁矿气, 然后送入燃气轮机系统燃烧。在气化护, 199,15(4);30~ 33.硫，但不能除去煤中的有机硫。2时，煤中的硫及氮、氟等分别生成H,S.NH，[7] 杜昭.循环流化床锅炉脱硫的仿真研究(2)型煤加工固硫技术将不同的原料 SO,. HC1,经过常规的方法可以脱除至非常{硕士学位论刘].华北电力大学图书馆,经筛分后按照一定的比例配煤，粉碎后同低的水平 。62003.经过预处理的粘结剂和固硫剂混合，经机(2)煤粉炉直接喷钙脱硫技中国煤化工. J,Hyppanen T.Foster械设备挤压成型及干燥，即可得到工业固燃烧脱硫技 术是指向锅炉炉-act CFB boilers for utility硫型煤。将粉煤加工成型煤,比燃烧散煤减SO,气体吸肴剂,使之 与S0,气THCNMH(Int. Conf.on Fluidized小SO,排放量40%~60%,还能提高锅炉出力生反应,生成固体硫酸盐随Apou iuiuusion, 2001 ,(10):Paper NO.10%一30%。D1(3)循环泷化床燃烧脱硫技术循环流FBC01-0099.(3)水煤浆技术水煤浆是在原煤洗选化床燃烧技术由于固体物料在炉内的内部128方科技别新导报Science and Technology Innovation Herald