水煤漿固硫劑的研究.pdf

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1、煤炭加工與綜合利用No．1，2015COALPROCESSING＆ⅥPREHENSIVEUⅡUZATION55水煤漿固硫劑昀研究武立俊，劉春華，李麗(山西工程技術(shù)學(xué)院，山西陽泉045000)摘要：實(shí)驗(yàn)分析了Ca(OH)：、Mg(OH)：、CaCO的固硫特性，根據(jù)不同固硫劑的熱分解溫度確定采用Ca(OH)：作主固硫劑用于環(huán)保固硫型水煤漿；分析了固硫劑的固硫機(jī)理，實(shí)驗(yàn)表明，當(dāng)Ca／S=2．0時，水煤漿固硫率可達(dá)68．1％，解決了高硫煤的加工利用難題。關(guān)鍵詞：高硫煤；水煤漿；固硫劑；固硫機(jī)理中圖分類號：TQ534．4文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1005-8397(2015)01-0055-03我國是世界

2、上最大的煤炭生產(chǎn)國和消費(fèi)國，在中速下攪拌10min。制成水煤漿的濃度一粘度預(yù)計到2015年我國煤炭需求將達(dá)到40億t以上。曲線見圖1。水煤漿流變特性見圖2。隨著煤炭開采深度的加深，高硫煤的比例越來越35003000大，如形成于晚石炭世一早二迭世(北方)和晚二壺2500迭世(南方)的煤炭硫分在2％一5％，而太原統(tǒng)2000憾1500煤中有一半煤硫分超過3％。高硫煤在燃燒過程，-．2．gz1000中產(chǎn)生大量的SO和煙塵，其中SO：的環(huán)境污染500O已引起社會廣泛關(guān)注。據(jù)統(tǒng)計，我國國土面積2／3以上已處于酸雨控制區(qū)，該地區(qū)降水平均pH圖1水煤漿濃度一粘度曲線示意值降至4．5以下；2004年以來，我國每

3、年因酸雨和二氧化硫污染對生態(tài)環(huán)境損害和人體健康影響造成的經(jīng)濟(jì)損失在1100億元以上，而且這種污囂染損失還在持續(xù)增加。因此，結(jié)合我國國情，研皇究一種固硫型水煤漿技術(shù)，可以將劣質(zhì)能源變?yōu)榭艹矟崈裟茉?，解決我國高硫煤的加工利用難題，把SO，環(huán)境污染控制在最低水平。1煤質(zhì)分析及制漿實(shí)驗(yàn)圖2水煤漿流變特性示意(煤漿濃度為67．2％)制漿用煤采用陽煤集團(tuán)某礦篩末煤，煤質(zhì)指標(biāo)為：全水分7％，灰分37．75％，硫分2．1％，發(fā)熱2主固硫劑的選擇量l8．75MJ／kg。該煤種屬于高硫煤，煤中硫大多呈細(xì)粒嵌布，常規(guī)洗選只能脫除一小部分。有資料表明，水煤漿在燃燒過程中其硫分集在室溫下進(jìn)行制漿試驗(yàn)，按一定比例稱取一中

4、在300～600℃釋放。本次實(shí)驗(yàn)主要研究在水定量的精煤、蒸餾水和添加劑，將添加劑和水混煤漿中加入合適的固硫劑，這種藥劑在低溫下即合，使其充分溶解，然后加入煤中，使用攪拌器有較好的固硫效果，使水煤漿燃燒時，硫被固定收稿日期：2014-07-30DOI：10．16200／j．enki．11-2627／td201501019基金項(xiàng)目：山西工程技術(shù)學(xué)院科研項(xiàng)目(K20130705003)作者簡介：武立俊(1974一)，男，山西孝義人，2003年畢業(yè)于中國礦業(yè)大學(xué)(北京)應(yīng)用化學(xué)專業(yè)，工學(xué)碩士，山西工程技術(shù)學(xué)院講師。引用格式：武立俊，劉春華，李麗．水煤漿固硫劑的研究[J]．煤炭加工與綜合利用，2015(

5、1)：55—57．56煤炭加工與綜合利用2015年第1期在灰渣中。主固硫劑的選擇圍繞CaO進(jìn)行，常用的固硫劑有石灰石、白云石、消石灰、電石渣和．寶暈丑丑白泥等，大多資源豐富，價格低廉。下面對幾種l皿常用固硫劑的化學(xué)成分進(jìn)行熱解試驗(yàn)研究。閽礙2．1Ca(OH)的固硫特性11母l】圖3所示為Ca(OH)：的熱重曲線，升溫速率30℃／min。從圖中可以看出，在400oC時Ca(OH)開始分解，到470℃時分解速率達(dá)到最圖4Mg(OH)2的TGA曲線大值。到502oC時已分解84％，而第二次分解(563～693oC)只占16％。其分解反應(yīng)式為：3OoC／min。從圖中可以看出，在658℃時CaCOCa

6、(OH)2一CaO+H2O(1)開始分解，其反應(yīng)式為：Ca(OH)分解反應(yīng)產(chǎn)生高活性的CaO晶粒CaCO3-+CaO+CO2(3)和水蒸氣。CaO與s0反應(yīng)生成CaSO(煤燃燒盡管分解產(chǎn)生的CaO具有固硫作用，但是其產(chǎn)物中SO的含量只占SO的1％～2％，因此不分解溫度較高，在需要低溫固硫的場合，其固硫考慮與SO的作用)留在灰渣中；水蒸氣的存在作用受到限制?？梢蕴岣唿S鐵礦的脫除率。由此可以得出，Ca(OH)的第一次分解溫度與煤中s0：的釋放溫度大部分重合(300～600~C)，由于水煤漿的燃燒求溫度一般在1000℃左右，因此用Ca(OH)作為咖固硫劑可以起到很好的固硫作用。．曼署皇圖5CaCO3

7、的TGA曲線咖姆1母l13鈣鎂系固硫劑的固硫機(jī)理關(guān)于鈣鎂系固硫劑的固硫機(jī)理，已有很多學(xué)圖3Ca(OH)：的TGA曲線者進(jìn)l行_矗I了II深入、、姆廣刪泛研究，一般認(rèn)為，鈣系化合物能夠固硫的主要原因是其與煤中硫發(fā)生了以下2．2Mg(OH)2的固硫特性反應(yīng)：圖4所示為Mg(OH)的熱重曲線，升溫速第一步：率3O℃／min。從圖中可以看出，在326oC時Coal(S)+O：一sO2T(4)Mg(OH)：