應(yīng)用工業(yè)固硫型煤技術(shù)控制燃煤工業(yè)鍋爐hkou

應(yīng)用工業(yè)業(yè)固硫型型煤技術(shù)術(shù)控制燃燃煤工業(yè)業(yè)鍋爐二氧化硫硫污染中國國燃煤工工業(yè)鍋爐爐二氧化化硫污染染綜合防防治對策策（四）張慧明 王娟（青島市市環(huán)境科科學(xué)學(xué)會會，青島島26660011） （青青島建筑筑工程學(xué)學(xué)院環(huán)境境工程系系，青島島26660333）摘 要要 本本文研究究應(yīng)用工工業(yè)固硫硫型煤技技術(shù)控制制燃煤工工業(yè)鍋爐爐SO22的污染染。研究究表明，燃燃燒工業(yè)業(yè)固硫型型煤是控控制燃煤煤工業(yè)鍋鍋爐SOO2污染的的最經(jīng)濟濟、簡便便、有效效的方法法。關(guān)鍵詞 煤炭炭；燃煤煤工業(yè)鍋鍋爐；煙煙塵；二二氧化硫硫；工業(yè)業(yè)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引言多年來，我我國大氣氣污染控控制實踐踐表明，應(yīng)應(yīng)用傳統(tǒng)統(tǒng)的方法法，燃煤煤工業(yè)鍋鍋爐SOO2污染是是難以控控制的。只只有從能能源與大大氣環(huán)境境問題入入手，采采用清潔潔燃料、淘淘汰小鍋鍋爐、應(yīng)應(yīng)用工業(yè)業(yè)固硫型型煤、采采用水煤煤漿、應(yīng)應(yīng)用循環(huán)環(huán)流化床床潔凈燃燃燒技術(shù)術(shù)和煙氣氣脫硫一一整套的的科學(xué)的的綜合防防治技術(shù)術(shù)，才能能簡便、經(jīng)經(jīng)濟、有有效地控控制燃煤煤工業(yè)鍋鍋爐SOO2污染。這這套防治治技術(shù)具具有燃燒燒效率高高，一般般在900%左右右；熱效效率高，一一般在880%以以上；排排煙煙塵塵濃度和和SO22濃度均均可達到到鍋爐爐大氣污污染物排排放標準準的要要求，大大大減少少資源浪浪費，經(jīng)經(jīng)濟效益益、環(huán)境境效益和和社會效效益最佳佳，是我我國目前前及未來來燃煤工工業(yè)鍋爐爐SO22污染防防治最佳佳的替代代技術(shù)。只只有采用用這套污污染綜合合防治技技術(shù)，我我國大氣氣環(huán)境污污染才有有望得到到控制，即即使在經(jīng)經(jīng)濟持續(xù)續(xù)迅速發(fā)發(fā)展的情情況下，我我國大氣氣環(huán)境污污染也是是可以控控制的。本本文研究究應(yīng)用工工業(yè)固硫硫型煤技技術(shù)，控控制我國國燃煤工工業(yè)鍋爐爐SO22污染。2工業(yè)固固硫型煤煤概況20世紀紀50年年代初，由由于倫敦敦?zé)熿F事事件，英英國研究究開發(fā)了了民用及及工業(yè)用用型煤，以以防治民民用爐灶灶和工業(yè)業(yè)爐窯煙煙塵SOO2污染。880年代代中期，美美國潔凈凈煤技術(shù)術(shù)研究開開發(fā)規(guī)劃劃出臺，作作為潔凈凈煤技術(shù)術(shù)的重要要內(nèi)容之之一的型型煤技術(shù)術(shù)，獲得得進一步步的研究究及發(fā)展展。由于于節(jié)能和和大幅度度減少煙煙塵和SSO2污染，工工業(yè)固硫硫型煤受受到許多多國家的的青睞。在我國天天然氣、柴柴油等短短缺的許許多地區(qū)區(qū)和部門門，煤炭炭依然是是燃煤工工業(yè)鍋爐爐的主要要燃料，用用作鍋爐爐的煤炭炭不應(yīng)是是原煤，而而應(yīng)是工工業(yè)固硫硫型煤。應(yīng)應(yīng)用工業(yè)業(yè)固硫型型煤，控控制燃煤煤工業(yè)鍋鍋爐SOO2污染。型煤是由由原煤粉粉碎、添添加粘結(jié)結(jié)劑、助助燃劑、固固硫劑后后經(jīng)加工工而成的的成型固固體清潔潔燃料。對對于工業(yè)業(yè)型煤，就就其加入入固硫劑劑與否，可可分為工工業(yè)固硫硫型煤和和工業(yè)非非固硫型型煤。工工業(yè)型煤煤按加工工工藝，可可分為冷冷壓成型型和熱壓壓成型兩兩種。由由于冷壓壓成型需需要加入入粘結(jié)劑劑，且工工藝比較較簡單，又又稱為粘粘結(jié)成型型，在我我國獲得得廣泛的的應(yīng)用。我國工業(yè)業(yè)固硫型型煤技術(shù)術(shù)研究開開發(fā)較晚晚，只是是近十幾幾年，為為了削減減燃煤工工業(yè)鍋爐爐SO22及煙塵塵的排放放量，國國家對工工業(yè)鍋爐爐固硫型型煤進行行了專門門的攻關(guān)關(guān)研究，并并取得了了可喜的的成果。目目前我國國工業(yè)鍋鍋爐燃燒燒型煤后后，SOO2可減少少4080%，國外外可達887%；煙塵排排放量可可減少550880%，國國外可達達80%；NOOx和苯苯并（）芘的的排放量量也會減減少500%以上上，國外外也如此此；熱效效率提高高1525%，國外外可達220330%；節(jié)約煤煤炭155200%，國國外可達達2030%，經(jīng)濟濟效益和和環(huán)境效效益相當當可觀。我我國的工工業(yè)固硫硫型煤技技術(shù)，也也步入了了國際的的先進行行列。3工業(yè)固固硫型煤煤的生產(chǎn)產(chǎn)工藝流流程及設(shè)設(shè)備和質(zhì)質(zhì)量指標標3.1工工業(yè)固硫硫型煤生生產(chǎn)工藝藝粘結(jié)成型型型煤的的生產(chǎn)工工藝流程程如圖11所示，熱熱壓成型型型煤的的生產(chǎn)工工藝流程程如圖22所示。脫硫劑粘結(jié)劑原料煤篩分儲煤倉給料器破碎機臥式攪拌機烘干窯產(chǎn)品庫成型機立式攪拌機圖1 粘結(jié)成成型型煤煤的生產(chǎn)產(chǎn)工藝流流程計量固硫劑粉狀煙煤煤氣發(fā)生爐型煤固定床氧熱處理計量壓球粉碎混料計量焦油渣工業(yè)固硫無煙煤圖2 粘結(jié)成成型型煤煤的生產(chǎn)產(chǎn)工藝流流程3.2粘粘結(jié)成型型型煤生生產(chǎn)的主主要設(shè)備備粘結(jié)成型型型煤生生產(chǎn)的主主要設(shè)備備包括：環(huán)式破碎碎機（GGJ855A-型） 產(chǎn)量量1015tt/h 雙輥輥成型機機（ MMQ111-9） 產(chǎn)量量5t/h臥式雙軸軸攪拌機機（PLLT23300型型） 產(chǎn)量115t/h 雙層翻翻板烘干干窯 產(chǎn)產(chǎn)量5tt/h立式攪拌拌機 產(chǎn)量55t/hh3.3 TY-A型工工業(yè)鍋爐爐型煤質(zhì)質(zhì)量指標標TY-AA型工業(yè)業(yè)鍋爐型型煤質(zhì)量量指標如如下：粒度，mmm20×330×40灰分Ayy，% 144.933全硫Syy，% 1.522全水，% 2.477發(fā)熱量SSyQ，caal/kkg 67355 揮發(fā)分VVy，%17.000Cy，%72.889 Hy，%3.622Ny，%1.022 Oy，%2.177反應(yīng)活性性1000049.77孔隙率QQyDW，%16.55T1, 12.77T2, 13.66T3, 140004工業(yè)固固硫型煤煤的原料料煤及粘粘結(jié)劑和和固硫劑劑4.1工工業(yè)固硫硫型煤原原料煤的的控制指指標工業(yè)固硫硫型煤原原料煤的的控制指指標如下下：加入煙煤煤，% 88122 加入無無煙煤，% 88122低位發(fā)熱熱量，kkcall/kgg 756600 水水分，% 4粒度 3mmm占880%以以上4.2工工業(yè)固硫硫型煤粘粘結(jié)劑工業(yè)固硫硫型煤的的粘結(jié)劑劑，按化化學(xué)狀態(tài)態(tài)可分為為有機、無無機、復(fù)復(fù)合三大大類，常常用粘結(jié)結(jié)劑列于于表1。粘粘結(jié)劑添添加量為為6114%。表1 工業(yè)固固硫型煤煤常用粘粘結(jié)劑粘結(jié)劑分分類粘結(jié)劑名名稱有機疏水型親水型煤焦油瀝瀝青，石石油瀝青青紙漿廢液液，糠醛醛廢液，釀釀酒廢液液，制糖糖廢液無機不溶性水溶性水泥，石石灰，各各類粘土土水玻璃等等復(fù)合粘結(jié)結(jié)劑粘土紙紙漿廢液液，水玻玻璃粘土，水水玻璃水泥4.3工工業(yè)鍋爐爐型煤固固硫劑工業(yè)鍋爐爐型煤的的固硫劑劑，按化化學(xué)組成成可分為為鈣系、鈉鈉系及其其它三類類。工業(yè)業(yè)固硫型型煤常用用的固硫硫劑列于于表2。固固硫劑的的加入量量視煤的的含硫量量而定，一一般石灰灰加入量量為23%。型型煤高溫溫燃燒時時，煤炭炭產(chǎn)生的的SO22表2 工業(yè)固固硫型煤煤常用固固硫劑固硫劑分分類固硫劑分分子式鈣系金屬氧化化物氫氧化物物鹽 類類CaO，MMgOCa(OOH)22，Mgg(OHH)2CaCOO3，Mgg COO3鈉系氫氧化物物鹽 類類NaOHH，KOOHNa2CCO3，K2CO3其它金屬氧化化物MnO22，F(xiàn)ee2O3，SiiO2，All2O3被Ca(OH)2、Mgg(OHH)2、CaaO、MMgO等等堿性物物質(zhì)吸收收，生成成的硫酸酸鹽被固固定在爐爐渣中，削削減了煤煤炭燃燒燒SO22的排放放量。型型煤燃燒燒時熱效效率高，燃燃盡率高高，反應(yīng)應(yīng)活性大大，為無無焰燃燒燒，大大大降低了了煙塵的的排放量量。5工業(yè)固固硫型煤煤的特性性5.1型型煤的反反應(yīng)活性性（）比原原煤高試驗表明明，在同同一溫度度下，型型煤的活活性（）值比比原煤高高0.332.6倍。9940時原煤煤活性（）值為0.17，型煤的活性（）值為0.78，型煤的活性（）值比原煤提高了3.58倍，此時型煤爐溫可達1100。5.2型型煤的燃燃燒性比比原煤好好試驗表明明，型煤煤的燃燒燒性比原原煤好，如如表3所所示。由由于型煤煤具有良良好的燃燃燒性能能，所以以型煤熱熱效率高高，燃盡盡率高，節(jié)節(jié)煤好。表3 型煤燃燃燒性能能與原煤煤比較燃燒性能能原煤型煤熱變形特特性焦渣特性性比表面積積（/m3）孔隙率（%）爐膛溫度度（）反應(yīng)活性性（10000時）不變形455194031.00花卉狀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燒性性能好，型型煤燃燒燒時煙塵塵排放量量比原煤煤減少550880%，苯苯并（）芘的排排放量也也有大幅幅度下降降，至少少減少550%以以上；型型煤含有有固硫劑劑及其特特殊的結(jié)結(jié)構(gòu)，SSO2排放量量減少了了4080%，故型型煤固灰灰固硫能能力比原原煤好。6我國工工業(yè)固硫硫型煤的的規(guī)格及及用途目前我國國生產(chǎn)的的工業(yè)固固硫型煤煤有多種種系列，起起規(guī)格及及用途列列于表44。表4 中國工工業(yè)固硫硫型煤的的規(guī)格及及用途形狀產(chǎn)地規(guī)格用途橢圓形杭州28mmm×34mmm×46mmm18mmm×33mmm×37mmm用于工業(yè)業(yè)鍋爐黃石30mmm×40mmm×48mmm20mmm×36mmm×40mmm用于手燒燒和普通通鍋爐用于機械械爐排鍋鍋爐太原20mmm×30mmm×40mmm用于蒸汽汽鍋爐和和熱水鍋鍋爐棒 形形杭州直徑255mm，長長度視需需要而定定用于工業(yè)業(yè)鍋爐和和窯爐正方形杭州100mmm×1000mm××1000mm用于工業(yè)業(yè)鍋爐和和窯爐我國工業(yè)業(yè)固硫型型煤生產(chǎn)產(chǎn)成本較較低，比比原煤僅僅增加111.55%。如如果采用用廢渣廢廢液作粘粘結(jié)劑和和固硫劑劑，型煤煤的成本本可降低低10%以上。以以廢治廢廢，綜合合利用、降降低成本本。7我國工工業(yè)固硫硫型煤在在鍋爐上上的應(yīng)用用7.1工工業(yè)固硫硫型煤在在鍋爐上上應(yīng)用的的環(huán)境效效益和經(jīng)經(jīng)濟效益益工業(yè)固硫硫型煤在在鍋爐上上應(yīng)用的的環(huán)境效效益和經(jīng)經(jīng)濟效益益，優(yōu)于于其它各各種煤加加工途徑徑，如表表5所示示。表5 型煤與與各種煤煤加工途途徑對鍋鍋爐用煤煤的效益益比較加工途徑徑液化氣化選煤塊煤篩粉粉型煤環(huán)境效益煙塵減少少95%95%增大40%50880%SO2減減少90%95%50%040775%其他污染染減少減少00減少節(jié)能效益益浪費222%浪費200%浪費144%節(jié)煤6%節(jié)煤155%經(jīng)濟效益建廠投資資（元/t煤）300270201220用戶燃料料費增加3倍倍增加2倍倍增加455%增加266%節(jié)約100%盈利情況況虧虧盈盈盈7.2工工業(yè)固硫硫型煤在在鍋爐上上應(yīng)用的的節(jié)能效效益工業(yè)固硫硫型煤在在鍋爐上上應(yīng)用的的節(jié)能效效益優(yōu)于于煤炭不不同加工工產(chǎn)品，如如表6所所示。表6 煤炭不不同加工工產(chǎn)品在在工業(yè)鍋鍋爐上應(yīng)應(yīng)用的節(jié)節(jié)能效益益燃料或加加工途徑徑原煤油氣選煤塊煤型煤液化氣化燃燒效率率，%鍋爐熱效效率，%節(jié)能率，%能量轉(zhuǎn)化化率，%總熱能利利用率，%節(jié)煤率，%7588068100689888+299985+2575880688558-148673798.5572695801797.5578156053-225648-297.3工工業(yè)固硫硫型煤在在鍋爐上上應(yīng)用節(jié)節(jié)約的基基建費用用工業(yè)固硫硫型煤在在鍋爐上上應(yīng)用的的基建費費用，低低于其它它各種不不同加工工途徑煤煤的基建建費用，如如表7所所示。表7 煤炭不不同加工工節(jié)約基基建費用用的經(jīng)濟濟效益加工途徑徑原煤煤液化煤氣化選煤塊煤型煤按原煤計計t煤/a基建建投資，元元/t按產(chǎn)品計計t煤/a基建建投資，元元/t節(jié)約t煤煤/a的的投資，元元/t建廠周期期150300500不節(jié)煤45270480不節(jié)煤342023不節(jié)煤231025130122020118127.4工工業(yè)鍋爐爐燃燒工工業(yè)固硫硫型煤的的經(jīng)濟效效益工業(yè)鍋爐爐燃燒工工業(yè)固硫硫型煤時時經(jīng)濟效效益十分分顯著，如如表8所所示。在在年處理理煙氣量量15005000m3的433臺工業(yè)業(yè)鍋爐上上燃燒工工業(yè)固硫硫型煤時時，比燃燃燒原煤煤時每年年可節(jié)約約2377.6萬萬元，其其經(jīng)濟效效益十分分可觀。表8 工業(yè)鍋鍋爐燃用用工業(yè)固固硫型煤煤的經(jīng)濟濟效益爐窯類型型燃燒原煤煤燃燒工業(yè)業(yè)固硫型型煤煙塵治理理投資萬元/110000m3煙塵治理理運行管理費費用萬元/110000m3煤炭耗量t標/aa臺數(shù)煙氣量m3/aa節(jié)省治理理投資費用用萬元/aa節(jié)省治理理運行管理費費用萬元/aa型煤耗量t標/aa節(jié)約煤炭%節(jié)煤價值萬元/aa鍋爐0.899000.5444578966.088431505500133.9581.99566899.715.3321.7714887.5工工業(yè)鍋爐爐燃燒工工業(yè)固硫硫型煤的的環(huán)境效效益工業(yè)鍋爐爐燃燒工工業(yè)固硫硫型煤時時環(huán)境效效益也相相當可觀觀，如表表9所示示。工業(yè)業(yè)鍋爐上上燃燒工工業(yè)固硫硫型煤后后，煙塵塵排放量量可減少少57%；煙氣氣林格曼曼黑度可可降低33度；型型煤的固固硫效率率為544.522%。鍋鍋爐排放放的煙氣氣煙塵濃濃度、煙煙氣黑度度及SOO2的濃度度，均可可達到鍋鍋爐大氣氣污染物物排放標標準的的要求。表9 工業(yè)鍋鍋爐燃用用工業(yè)固固硫型煤煤的環(huán)境境效益爐窯煙氣總量量104mm3/a燃原煤時時平均煙煙塵濃度度mg/mm3燃固硫型型煤后減減少排放放煙塵%減少排塵塵量t/a降低林格格曼黑度度型煤固硫硫率%減少排SSO2放量t/a類型臺數(shù)鍋爐342577006505715777.2351.552162.728結(jié)語（1）在在清潔燃燃料短缺缺的地區(qū)區(qū)及部門門，尤其其是小容容量的工工業(yè)鍋爐爐，可優(yōu)優(yōu)先選用用工業(yè)固固硫型煤煤作鍋爐爐的燃料料，目前前主要用用于200t/hh以下的的鍋爐。（2）型型煤克服服了原煤煤的缺陷陷，具有有活性高高、反應(yīng)應(yīng)性能高高的特點點，燃燒燒反應(yīng)完完全，為為無煙燃燃燒，熱熱效率高高，燃盡盡率高，減減少煙塵塵污染，節(jié)節(jié)約煤炭炭。（3）由由于型煤煤在加工工過程中中可適當當配料，添添加脫硫硫劑，故故具有最最佳的燃燃料化學(xué)學(xué)特性和和適宜的的焦渣特特性，并并具有較較高的脫脫硫效率率。（4）型型煤熱變變形性能能好，燃燃燒時不不崩潰而而呈花卉卉狀，因因而空隙隙度高，比比表面積積大，能能充分與與空氣接接觸，碳碳燃燒充充分，爐爐溫高，提提高了熱熱效率，減減少了煙煙氣中未未燃盡碳碳、苯并并（）芘和和烴類的的排放量量，節(jié)約約了煤炭炭，減少少了有害害物質(zhì)的的排放量量。（5）型型煤入爐爐后不飛飛灰、不不漏料，又又由于具具有良好好的燃燒燒性能，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，為為泥煤和和粉煤的的利用找找到了市市場，資資源得到到充分、合合理的利利用。（7）經(jīng)經(jīng)濟效益益和環(huán)境境效益相相當可觀觀，型煤煤是最經(jīng)經(jīng)濟的工工業(yè)鍋爐爐大氣污污染控制制技術(shù)，是是工業(yè)鍋鍋爐潔凈凈燃燒首首選的清清潔燃料料。（8）煤煤的成型型工藝是是原煤的的再加工工物化過過程，是是把不便便于運輸輸、不便便于使用用、易于于造成粉粉塵飛揚揚的細顆顆粒及粉粉煤加工工成粒度度均一、強強度高、疏疏水性好好、便于于運輸、方方便使用用的高效效潔凈固固體成型型燃料。（9）目目前我國國工業(yè)固固硫型煤煤的生產(chǎn)產(chǎn)多停留留在示范范階段，無無論是品品種、質(zhì)質(zhì)量和數(shù)數(shù)量都遠遠遠滿足足不了工工業(yè)鍋爐爐的應(yīng)用用，工業(yè)業(yè)固硫型型煤在工工業(yè)鍋爐爐上的應(yīng)應(yīng)用尚未未起步。參考文獻獻1、王漢漢臣，大大氣保護護與能源源利用，中中國環(huán)境境科學(xué)出出版社，北北京，119922；2、張?zhí)焯炝ⅲ麩煶龎m塵與環(huán)境境保護，浙浙江大學(xué)學(xué)出版社社，杭州州，19986年年；3、張慧慧明，“中國能能源與大大氣環(huán)境境”，中國國經(jīng)濟文文庫，中中央編譯譯出版社社，北京京，199954、張慧慧明，“應(yīng)用工工業(yè)固硫硫型煤控控制大氣氣二氧化化硫污染染”，上海海環(huán)境科科學(xué)，115（88）211244頁，119966；5、張慧慧明，“中國燃燃煤工業(yè)業(yè)鍋爐排排放二氧氧化硫?qū)Υ髿獾牡奈廴炯凹肮I(yè)固固硫型煤煤的應(yīng)用用”，環(huán)境境科學(xué)進進展，77（1）554661頁，119999； 6、張慧慧明，“中國燃燃煤工業(yè)業(yè)鍋爐SSO2污染綜綜合防治治對策”，首屆屆中國西西部地區(qū)區(qū)環(huán)境與與發(fā)展經(jīng)經(jīng)濟技術(shù)術(shù)國際研研討會論論文集，昆昆明，220033；作者簡介介 ：張張慧明，著著名環(huán)境境學(xué)家，中中國二氧氧化硫污污染控制制工程奠奠基人。15