煤中硫的脱除技术
煤中硫的脱除方法
微生物脱除硫铁矿的作用开始时,微生物附着在硫铁矿的表面 发生氧化溶解作用,生成 Fe2+ 和硫酸,硫从而被除去;微生物再将 Fe2+氧化为 Fe3+;由于Fe3+ 具有氧化性,因此, Fe3+又与其他的硫铁矿 发生化学氧化作用,Fe3+ 自身则被还原成Fe2+,同时,生成单质硫; 单质硫在微生物的作用下被氧化成硫酸,从而被除去。 上述的第一步是微生物与硫铁矿的直接作用;第二步是微生物 2+ 3+ 与中间产物Fe 、中间产物Fe 与硫铁矿间的作用;第三步是微生物 与中间产物S间的作用。 中间产物(Fe2+和S)又被微生物作为繁衍的能源。 目前已知的能脱除硫铁矿硫的微生物有:氧化亚铁硫杆菌、氧 化硫硫杆菌以及能在70℃的高温下生长发育的古细菌,这些细菌能 从铁和硫氧化过程中获得能量,并能固定空气中的 CO2而繁殖,属于 自养菌。它们在自然界的温泉、硫化物矿床等含铁、含硫丰富的酸 性环境中生息,一般生长缓慢,较难得到大量的菌体,利用此类细 菌在实验室烧瓶试验条件下,脱除煤中 90%的硫铁矿硫需 1至 2 周时 间。
在实验中,用硫酸高铁的水溶液在大约 100℃下处理煤,使黄铁 矿硫转变为元素硫和硫酸亚铁。把水溶液与煤分离,再用水冲洗去除 煤中残存的高铁盐。分散在煤基体中的元素硫则可借蒸馏或溶剂 (如 苯、甲苯或石脑油)萃取来除去。所得的煤基本上不含黄铁矿。 在这一研究中,没有采用硝酸高铁作为氧化剂,是因为考虑到煤 的基体可能受硝酸根的活跃作用而被硝化和氧化。
煤的脱硫
脱硫,是指将煤中的硫元素用钙基等方法固定成为固体防止燃烧时生成SO2。目前脱硫方法一般可划分为燃烧前脱硫、燃烧中脱硫和燃烧后脱硫等3类。
一、燃烧前煤脱硫技术
主要为煤炭洗选脱硫,即在燃烧前对煤进行净化,去除原煤中部分硫分和灰分。
分为物理法、化学法和微生物法等。
1、物理法:主要指重力选煤,利用煤中有机质和硫铁矿的密度差异而使它们分离。该法的影响因素主要有煤的破碎粒度和硫的状态等。主要方法有跳汰选煤,重介质选煤,风力选煤等。
2、化学法:可分为物理化学法和纯化学法。物理化学法即浮选;化学法又包括碱法脱硫,气体脱硫,热解与氢化脱硫,氧化法脱硫等。
3、微生物法:在细菌浸出金属的基础上应用于煤炭工业的一项生物工程新技术,可脱除煤中的有机硫和无机硫。我国当前的煤炭入洗率较低,大约在20%左右,而美国为42%,英国为94.9%,法国为88.7%,日本为98.2%。提高煤炭的入洗率有望显著改善燃煤二氧化硫污染。然而,物理选洗仅能去除煤中无机硫的80%,占煤中硫总含量的15%~30%,无法满足燃煤二氧化硫污染控制要求,故只能作为燃煤脱硫的一种辅助手段。
二、燃烧中煤脱硫技术
煤燃烧过程中加入石灰石或白云石作脱硫剂,碳酸钙、碳酸镁受热分解生成氧化钙、氧化镁,与烟气中二氧化硫反应生成硫酸盐,随灰分排出。在我国采用的燃烧过程中脱硫的技术主要有两种:型煤固硫和流化床燃烧脱硫技术。
1、型煤固硫技术:将不同的原料经筛分后按一定比例配煤,粉碎后同经过预处理的粘结剂和固硫剂混合,经机械设备挤压成型及干燥,即可得到具有一定强度和形状的成品工业固硫型煤。固硫剂主要有石灰石、大理石、电石渣等,其加入量视含硫量而定。燃用型煤可大大降低烟气中二氧化硫、一氧化碳和烟尘浓度,节约煤炭,经济效益和环境效益相当可观,但工业实际应用中应解决型煤着火滞后、操作不当会造成的断火熄炉等问题。
煤的脱硫
煤的脱硫分为燃烧前、燃烧中、和燃烧后的
燃烧前的: (1)物理法:主要指重力选煤,利用煤中有机质和硫铁矿的密度差异而使它们分离。该法的影响因素主要有煤的破碎粒度和硫的状态等。主要方法有跳汰选煤,重介质选煤,风力选煤等。 (2)化学法:可分为物理化学法和纯化学法。物理化学法即浮选;化学法又包括碱法脱硫,气体脱硫,热解与氢化脱硫,氧化法脱硫等。 (3)微生物法:在细菌浸出金属的基础上应用于煤炭工业的一项生物工程新技术,可脱除煤中的有机硫和无机硫。
燃烧中的:就是炉内脱硫 炉内脱硫是在燃烧过程中,向炉内加入固硫剂如CaCO3
等,使煤中硫分转化成硫酸盐,随炉渣排除。其基本原理是: CaCO3→CaO+CO2↑ CaO +SO2→CaSO3 CaSO3+1/2×O2→CaSO4
燃烧后脱硫(炉外脱硫) 燃烧后烟气脱硫(FGD) 1) 干法烟气脱硫
a)炉内喷钙+尾部增湿活化(LIFAC) b)旋转喷雾法(SDA) c)循环流化床烟气脱硫(CFB-FGD) d)增湿灰循环法(NID) e)荷电干粉喷射法(CDSI) f)其他 2)湿法烟气脱硫 a) 石灰石/石灰—抛弃/石膏法— b) 海水法— c) 氨法— d) 镁法--- e) 磷氨法— f) 其他 3)其他脱硫法(同时脱硫和脱硝) a) 电子束— b) 脉冲电晕 c)活性炭
可以往煤加氧化钙处理煤,使普通煤变成脱硫煤
通过对国内外脱硫技术以及国内电力行业引进脱硫工艺试点厂情况的分析研究,目前脱硫方法一般可划分为燃烧前脱硫、燃烧中脱硫和燃烧后脱硫等3类。其中燃烧后脱硫,又称烟气脱硫(Flue gas desulfurization,简称FGD),在FGD技术中,按脱硫剂的种类划分,可分为以下五种方法:以CaCO3(石灰石)为基础的钙法,以MgO为基础的镁法,以Na2SO3为基础的钠法,以NH3为基础的氨法,以有机碱为基础的有机碱法。世界上普遍使用的商业化技术是钙法,所占比例在90%以上。按吸收剂及脱硫产物在脱硫过程中的干湿状态又可将脱硫技术分为湿法、干法和半干(半湿)法。湿法FGD技术是用含有吸收剂的溶液或浆液在湿状态下脱硫和处理脱硫产物,该法具有脱硫反应速度快、设备简单、脱硫效率高等优点,但普遍存在腐蚀严重、运行维护费用高及易造成二次污染等问题。干法FGD技术的脱硫吸收和产物处理均在干状态下进行,该法具有无污水废酸排出、设备腐蚀程度较轻,烟气在净化过程中无明显降温、净化后烟温高、利于烟囱排气扩散、二次污染少等优点,但存在脱硫效率低,反应速度较慢、设备庞大等问题。半干法FGD技术是指脱硫剂在干燥状态下脱硫、在湿状态下再生(如水洗活性炭再生流程),或者在湿状态下脱硫、在干状态下处理脱硫产物(如喷雾干燥法)的烟气脱硫技术。特别是在湿状态下脱硫、在干状态下处理脱硫产物的半干法,以其既有湿法脱硫反应速度快、脱硫效率高的优点,又有干法无污水废酸排出、脱硫后产物易于处理的优势而受到人们广泛的关注。按脱硫产物的用途,可分为抛弃法和回收法两种。1.1脱硫的几种工艺(1)石灰石——石膏法烟气脱硫工艺石灰石——石膏法脱硫工艺是世界上应用最广泛的一种脱硫技术,日本、德国、美国的火力发电厂采用的烟气脱硫装置约90%采用此工艺。它的工作原理是:将石灰石粉加水制成浆液作为吸收剂泵入吸收塔与烟气充分接触混合,烟气中的二氧化硫与浆液中的碳酸钙以及从
燃煤烟气脱硫技术
近年来,我国越来越重视环境污染问题,相关环保政策和大气污染物排放标准的相继出台,对烟气排放的要求越发严格。在超低排放的背景下,降低燃煤烟气中的硫含量排放势在必行。目前,我国燃煤烟气脱硫工艺迅速发展,也引进了许多国外先进的脱硫技术并实现了本土化。常见的脱硫技术以燃烧阶段为基础可以分为三大类,即燃烧前脱硫、燃烧中脱硫、燃烧后脱硫。目前,燃烧后脱硫技术以其成熟的技术优势在世界范围内广泛应用,尤其是在发达国家内更是占有最高的市场比例,取得的效果显著。
1 燃烧前脱硫
在煤炭燃烧前将硫分从煤炭中脱离出来,以减少最终排放烟气中二氧化硫含量的技术称为燃烧前脱硫。这种技术不仅能够提高煤炭自身的燃烧效率,使煤炭充分燃烧,还可以将硫元素对后续存在的工艺设备造成的伤害和影响降至最低。根据脱硫基本原理燃烧前脱硫可分为物理法脱硫、化学法脱硫和微生物法脱硫。
1.1 物理法脱硫
物理法脱硫利用煤中硫分和煤基体的密度、导电性、悬浮性等物理性质之间的差异而在洗选煤过程中脱除存在于煤中的无机硫,是我国目前较为常用的燃烧前脱硫方法。该法的优点是工艺简单,投资少;缺点是只能脱除煤中的无机硫,对于煤中的有机硫没有脱除效果,并且脱硫效率也不高。目前常用的工艺有:重选法、浮选法、磁选法、电选法。
重选法常用的脱硫设备有水力旋流机、摇床等。该方法的优点是成本低、处理量大、污染小,但局限性也比较大,几乎不能脱除有机硫,对颗粒较细的煤炭脱除效果也不好。
浮选法利用矿物的疏水性,通过较多气泡黏附在其表面而上浮在浮选液之上,形成一种矿化泡沫层,刮除该层泡沫层从而实现煤炭与矿物杂质的分离。
煤炭脱硫方法
煤炭脱硫方法
物理脱硫法:这类脱硫方法为在不改变煤的化学结构的情况下进行脱硫的方法。重力选煤、浮力选煤,油团聚法选煤是常用的煤脱灰,脱硫的方法,这类方法适宜于脱除与煤有机体存在明显重度差的黄铁矿硫,而难以脱除存在于煤有机结构中的有机硫。物理脱硫的条件从煤的化学性能角度看是温和的故可以较理想地保持原煤的性质。
化学脱硫法:这类方法中使用化学药剂(有机溶液或无机溶液)渗透入煤的基体中的硫发生化学反应产生可溶性的硫化合物,从而达到脱硫的目的。这类方法根据所用药剂性质的不同,既可以脱除有机硫又可以脱除无机硫,如果控制条件得当,会达到较高的脱硫效率。化学脱硫法可以脱除物理脱硫法所不能脱除的硫,因而化学脱硫法特别适用于有机硫含量高的煤的脱硫。
煤中硫的脱除方法
6.2 用水溶液中的氧气氧化以脱除煤中黄铁矿硫的方法
曾有人广泛进行了用空气或氧气在煤的燃点以下的多种温度下对 煤氧化的研究,测定了在最低达 70℃的多种温度下,煤有机基体的 氧化速度,在这种反应中,开始时生成过氧化物的络合物,随后生成 较稳定的碳和氧的化合物如苯酚和羰基化合物。温度再高时将引起分 解,生成一氧化碳、二氧化碳和水,大约从 200℃开始就迅速失重。
已证明煤的煤化程度对煤的氧化速度起着重要作用,煤化程度较 高的煤,一般氧化较慢,而煤化程度较低的煤,一般氧化较快。天然 存在于煤中的可溶性硫酸铁能很快地溶解在水中,可成为氧气氧化黄 铁矿的载体。这一点已为形成酸性矿井水的机理研究所证明,并为同 时发生的黄铁矿浸提液的 Fe3+再生的研究所证明。因此,用水溶液中 的氧气或空气氧化煤中的黄铁矿,可能是一种 Fe3+氧化法,其实质与 上一节中讨论过的同时发生的黄铁矿浸提和硫酸铁再生的研究(梅耶 斯法)完全相同。
下面介绍微生物脱除硫铁矿的原理。
微生物脱除硫铁矿的作用开始时,微生物附着在硫铁矿的表面 发生氧化溶解作用,生成Fe2+和硫酸,硫从而被除去;微生物再将 Fe2+氧化为Fe3+;由于Fe3+具有氧化性,因此,Fe3+又与其他的硫铁矿 发生化学氧化作用,Fe3+自身则被还原成Fe2+,同时,生成单质硫; 单质硫在微生物的作用下被氧化成硫酸,从而被除去。
选煤脱硫技术
选煤脱硫技术
摘要本文介绍了各种选煤脱硫的技术方法,为不同煤的脱硫方法的选择提供科学依据,实现煤炭的高效洁净利用。
关键词选煤;脱硫;技术;方法
1 概述
煤炭脱硫技术可以分为3种:煤燃烧前脱硫、燃烧中脱硫、燃烧后脱硫。
煤燃烧前脱硫是指在煤燃烧前通过采用选煤技术、水煤浆技术、型煤技术、动力煤配煤技术等技术方法对煤炭净化,使煤炭的硫分和灰分降低,进而减少煤炭燃烧时的二氧化硫的排放量。燃烧中脱硫是指在煤燃烧时向炉内喷入钙系和添加固硫剂进行脱硫。燃烧后脱硫(又称烟气脱硫)是指对煤燃烧后排出的气体进行净化以减少二氧化硫的含量。
煤燃烧前脱硫,尤其是选煤脱硫是降低煤的含硫量的重要途径。选煤作为洁净煤技术的源头,既能脱硫降灰,又能提高热能的利用率,而且选煤脱硫的费用远远低燃烧中和燃烧后脱硫。所以,近年来国家在选煤脱硫方面的投资大大增加。
2 选煤脱硫技术
煤炭中的硫分为有机硫和无机硫。有机硫在煤中与碳原子以共价键结合,以噻吩型、硫化物型和硫醇型等形态存在,并且以噻吩型为主。无机硫以矿物质形态存在,其大部分是以黄铁矿形态存在,还会有少量的硫酸盐和单质硫。有机硫和无机硫相比,脱除有机硫要比无机硫困难。
选煤脱硫可分为物理脱硫、化学脱硫、生物脱硫、温和净化脱硫。
2.1 物理脱硫技术
物理脱硫主要是重力选煤脱硫,也包括电磁选煤脱硫和拣选脱硫。
重力选煤即跳汰选煤、重介质选煤、空气重介质流化床干法选煤、风力选煤、斜槽和摇床选煤等。重力选煤脱硫是利用煤中有机质和硫铁矿的密度差异使两者分离的方法。它是物理选煤脱硫的主要方法。重力选煤脱硫方法可以经济地除去大块黄铁矿,但不能脱除煤中有机硫。
燃煤烟气脱硫脱硝一体化技术研究
燃煤烟气脱硫脱硝一体化技术研究
1. 引言
1.1 背景介绍
燃煤烟气脱硫脱硝一体化技术是当前环境保护领域的重要研究方
向之一。随着工业化进程的加快和能源需求的增长,燃煤发电已成为
我国主要的电力供应方式之一。燃煤燃烧释放出的烟气中含有大量的
二氧化硫和氮氧化物等有害气体,对大气环境造成了严重污染,加剧
了酸雨和雾霾的形成,对人类健康和生态环境造成了严重威胁。
为减少煤燃烧对环境的影响,燃煤烟气脱硫脱硝技术应运而生。
脱硫技术能有效去除烟气中的二氧化硫,脱硝技术则能有效去除烟气
中的氮氧化物。而脱硫脱硝一体化技术将脱硫和脱硝设备整合在一起,通过优化设计和运行参数,实现对烟气中二氧化硫和氮氧化物的同时
高效减排,进一步降低燃煤燃烧对环境的影响。
本文将重点探讨燃煤烟气脱硫脱硝一体化技术的原理、发展趋势
和应用案例,旨在为相关研究提供参考和借鉴。【2000字】
1.2 研究目的
研究目的是为了探讨燃煤烟气脱硫脱硝一体化技术在环境保护和
能源清洁利用方面的作用。通过深入研究该技术的原理和发展趋势,
我们希望能够为相关领域的科研工作者和工程技术人员提供实用的参
考和指导,促进技术的进一步推广和应用。我们也致力于探讨脱硫脱
硝一体化技术在减少大气污染、改善空气质量、保护生态环境等方面的重要意义,为建设美丽中国、实现可持续发展提供有力支持。通过本研究的开展,我们希望为燃煤烟气治理技术的创新和提升提供新思路和新方法,为推动我国环保产业的发展做出贡献。
1.3 国内外研究现状
,格式等。以下是关于【国内外研究现状】的内容:
国内外对燃煤烟气脱硫脱硝一体化技术的研究现状表明,这一技术在减少大气污染物排放、改善空气质量方面具有重要意义。国外先进国家在脱硫脱硝一体化技术领域已经取得了丰硕成果,不仅在技术水平上居世界领先地位,还在大规模应用上取得成功。
煤气脱硫技术方案
目录
一、概论
SO2是一种酸性气体,在大气中易形成酸雨,威胁生态环境及公众健
康;SO2已成为大气环境污染中首要污染物;根据国家“节能减排”方针政策,对大气中首要污染物SO2的排放实行总量控制,曾经在“十一五”期间全国SO2排放量削减10%,随着国家经济发展进入十二五,对于二、三类地区的工业窑炉SO2的排放量将进行严格的限制;
以煤作为燃料,即以煤为原料转换为粗煤气,煤中大部分硫组分同期转换为H2S,煤气燃烧后,硫化物以SO2形式排放,将对大气环境造成污染;
煤气中硫化氢的脱除可分为湿法脱硫与干法脱硫;
湿式氧化法脱硫:以碱性溶液吸收酸性气体硫化氢,生成硫氢酸盐,同时选择适当的氧化催化剂,将溶液中吸收硫化氢后的硫氢酸盐氧化成单体硫,从而使脱硫溶液得到再生,并获得副产品硫磺;此后,还原态的氧化剂可由空气氧化成氧化态再循环使用;此法采用溶液吸收,且氧化再生是其特点,故将此脱硫方法称为湿式氧化法脱硫,因加入不同的催化剂分为各种方法,目前常用有氨水氧化法、改良ADA法、栲胶法、PDS法、KCA法、MSQ法、888法、DDS 法、ISS法和络合铁法等;实际生产中也可同时加入两种催化剂而达到较好脱硫效率;制成的碱性溶液一般采用碳酸钠纯碱,也有采用稀氨水,但由于稀氨水对环境有一定的污染,故建议不采用稀氨水;
化学反应:
1无机反应
H2S+ Na2CO3= NaHS+ NaHCO3
2有机反应
CS 2+ 2Na2CO3+ H2O = Na2COS2+ 2NaHCO3
COS+ 2Na2CO3+ H2O = Na2CO2S+ 2NaHCO3
工艺方法——焦炉煤气脱硫技术
工艺方法——焦炉煤气脱硫技术工艺简介
焦炉煤气常用的脱硫方法从脱硫剂的形态上来分包括干法脱硫技术和湿法脱硫技术。
一、干法脱硫技术
干法脱硫工艺是利用固体吸收剂脱除煤气中的硫化氢,同时脱除氰化物及焦油雾等杂质。干法脱硫又分为中温脱硫、低温脱硫和高温脱硫。常用脱硫剂有铁系和锌系,氧化铁脱硫剂是一种传统的气体净化材料,适宜于对天然气、油气伴生气、城市煤气以及废气中硫化氢含量高的气体。常温氧化铁脱硫原理是用水合氧化铁(Fe2O3·H2O)脱除H2S,其反应包括脱硫反应与再生反应。
干法脱硫工艺多采用固定床原理,工艺简单,净化率高,操作简单可靠,脱硫精度高,但处理量小,适用于低含硫气体的处理,一般多用于二次精脱硫。但由于气固吸附反应速度较慢,工艺运行所需设备一般比较庞大,而且脱硫剂不易再生,运行费用增高,劳动强度大,不能回收成品硫,废脱硫剂、废气、废水严重污染环境。
二、焦炉煤气湿法脱硫技术
湿法工艺是利用液体脱硫剂脱除煤气中的硫化氢和氰化氢。常用的方法有氨水法、VASC法、单乙醇胺法、砷碱法、改良ADA法、TH 法、苦味酸法、对苯二酚法、HPF法以及一些新兴的工艺方法等。
(1)氨水法(AS法)
氨水法脱硫是利用焦炉煤气中的氨,在脱硫塔顶喷洒氨水溶液
(利用洗氨溶液)吸收煤气中H2S,富含H2S和NH3的液体经脱酸蒸氨后再循环洗氨脱硫。在脱硫塔内发生的氨水与硫化氢的反应是:H2S+2NH3·H2O→(NH4)2S+2H2O。AS循环脱硫工艺为粗脱硫,操作费用低,脱硫效率在90%以上,脱硫后煤气中的H2S在200-500mg·m-3。
煤脱硫的工艺流程
煤脱硫的工艺流程
煤是目前世界上最主要的燃料之一,但是在煤的燃烧过程中会产生大量的二氧化硫排放,对环境和人体健康都会造成严重危害。因此,煤脱硫工艺流程的研发和应用成为了一个非常重要的课题。
煤脱硫是指通过采用化学或物理方法,将煤中的硫元素去除,以减少或消除煤的燃烧过程中二氧化硫的排放。下面将详细介绍一种常见的煤脱硫工艺流程。
首先,煤脱硫工艺的第一步是煤的预处理。预处理的目的是将煤分解成不同大小的煤块,并去除其中的杂质和灰分,以提高后续脱硫工艺的效果。
接下来是煤的磨碎。磨碎是将预处理后的煤块进行机械破碎,使其粒径尽量细小,以增加与脱硫剂的接触面积。
然后进行煤的浸提脱硫。浸提脱硫是将煤浸入含有脱硫剂(一般为氢氧化钠或氢氧化钙等)的溶液中,使其中的硫元素与脱硫剂发生反应,形成可溶性的硫酸盐,从而实现硫的脱除。脱硫剂浓度、浸泡时间等参数需要根据煤的硫含量和脱硫效果进行调整。
然后是沉淀和洗涤。在浸提脱硫过程中,生成的硫酸盐会与脱硫剂中的其他离子发生反应,产生沉淀物,需要通过沉淀和洗涤去除。沉淀和洗涤的目的是将硫酸盐沉淀得到固体形态,并将其从溶液中彻底分离,以减少后续处理过程中的化学废水排
放。
最后是固液分离和干燥。通过使用离心机或过滤器等设备,将浸取后的硫酸盐和多余的水分进行分离。分离后的固体硫酸盐可以进行干燥,以进一步提高其质量和便于后续处理。
需要注意的是,煤脱硫工艺流程中的各个环节需要合理调控,以提高整体脱硫效果和工艺经济效益。此外,还需要严格控制和处理所产生的废气、废液等副产品,以保护环境和减少对周围生态系统的影响。
煤中硫的脱除方法
煤中硫的脱除方法
简介
煤是一种重要的能源资源,但它也含有一定量的硫元素。燃烧含硫
煤时,会释放出大量的二氧化硫,这是一种对环境和健康有害的气体。因此,研究和开发煤中硫的脱除方法对于减少硫污染、保护环境具有
重要意义。
本文将介绍一些常用的煤中硫的脱除方法,包括物理方法、化学方
法和生物方法。
物理方法
粒度分选
粒度分选是通过物理力学原理,根据煤中硫的粒度大小进行分选,
将含硫煤和不含硫煤分开。常见的分选设备有摇床、离心机和磁选机
等。通过粒度分选可以实现对含硫煤的初步脱硫,但对于细颗粒煤的脱硫效果较差。
引入惰性气体
利用惰性气体进行煤中硫的脱除是一种常见的物理方法。惰性气体如氮气、氩气等具有较强的稳定性,不与煤中的硫反应。可以将煤暴露在惰性气体中,通过加热或其他物理手段将其硫氧化物转化为易挥发的硫化物来实现脱硫。
磁选
磁选是一种通过磁性力将煤中的硫化物和铁磁物质分离的方法。在磁场作用下,磁性硫化物和铁磁物质会被吸附在磁性材料上,而不具有磁性的煤炭会通过磁场而分离。这种方法可以有效地提高煤中硫的含量。
化学方法
氧化还原法
氧化还原法是一种常用的化学方法,通过添加氧化剂或还原剂来促
使煤中的硫和其他元素发生氧化还原反应,从而使硫从煤中脱离。常
见的氧化剂有氧气、过氧化氢等,而还原剂则包括氢气、亚硝酸钠等。
萃取法
萃取法是利用溶剂将硫从煤中提取出来的一种化学方法。常用的溶
剂有甲醇、乙醇等。通过将煤与溶剂混合,硫会与溶剂中的活性基团
发生反应,形成可溶性化合物,从而实现硫的脱除。
酸洗法
酸洗法是指将煤暴露在酸性溶液中,通过化学反应将硫从煤中溶解
除硫方法汇总
循环流化床锅炉SOx的脱除技术在广义的脱硫范围内,脱硫方法有燃料级预脱硫、燃烧过程脱硫以及烟气脱硫三种。对于循环流化床锅炉所涉及的燃煤燃烧过程而言,上述三种方法都可以使用,但是,显然对于燃料使用单位,一般后面两种脱硫方法比较多。以下分别予以介绍。
一、预脱除法
预脱除法按照工作过程及使用脱除的机械原理的不同可以分为:物理脱除法、化学脱除法以及微生物脱除法。
根据日本学者新井纪男的归纳和整理,物理脱除法中还可以重力沉降法、水流动法、表面物理化学性质差异法、浮选法、溶剂分离法、静力法、添油选择造粒法、电磁力发分选法等;化学脱除法可以分为固体和溶液反应脱硫法和固体与气体反应脱硫法两种;微生物脱除法也可以分为浸取工艺过程法和表面处理工艺过程法两种。
重力沉降法是采用液体旋流原理,根据煤、液体以及硫分的密度差异进行脱硫过程的。其具有分选效率高和容易推广的优点。但精炭回收率和与脱硫处理能力成反比。目前尚未到合适和经济的重介质。
浮选法的主要原理是利用固体颗粒的亲水性和疏水性的差异进行脱硫的。使用的特点是在20—200um内的颗粒的脱硫过程,在技术和经济上均有很大的优势。目前进行分选剂的进一步试验研究,目的是扩大浮选的颗粒直径范围。目前的研究发现,黄铁矿要比灰分的分离更困难。
添油选择造粒法的主要原理是利用煤炭的亲水性和无机矿物表面润湿性的差异,粒的机理十分复杂。使煤炭颗粒发生凝聚,实现脱硫过程的。
磁力和静电分离法是利用煤炭和无机矿物质的磁性和带电特性的差异实现分离过程的。一般该过程在干式无水条件下进行,对煤炭中磁性的要求较高。目前正在开发大型高功率和超导磁选机。其中的颗粒直径和煤灰尘防爆问题正在研究过程中。
煤中脱硫-煤的脱硫、煤气脱硫和烟气脱硫
煤中脱硫
煤炭是世界上最丰富的化石资源。一般煤中都不同程度地含有硫。依据煤的不同用途,硫会以多种硫化物的形态存在。这些硫化物在许多场合下会对设备或环境造成破坏,所以需要对其进行脱除。根据脱硫在煤燃烧过程所处阶段,煤中脱硫可分燃烧前脱硫、燃烧过程中脱硫及燃烧后脱硫[1]。燃后脱硫又称为烟气脱硫。
燃前脱硫有3个主要方向:煤炭物理脱硫,煤热解和加氢热解、煤炭生物脱硫。
煤的物理脱硫分干选脱硫,和湿选脱硫(洗选),主要是通过物理方法将煤炭中的黄铁矿分离出来。干选脱硫有干式分选摇床、磁力分选、静电法等。煤的洗选有跳汰、重介、浮选等技术。近年,一些发达国家对煤炭的深度降灰脱硫开展大量工作,如微细磁铁矿重介旋流器、静电选、高梯度磁选、浮选柱、油团选、选择性絮凝等。美国在微泡浮选柱和油团选方面已投入工业应用[2]。
煤热解和加氢热解:硫在原煤中主要以Fe-S和C-S的化学键形式存在的,这两种化学键与C-C键比较起来不稳定,在热解条件下很容易生成气相硫化物H2S或COS。煤热解和加氢热解就是利用这一特性脱除煤中的硫分。
煤炭生物脱硫即生物催化脱硫(BDS),是一种在常温常压下利用厌氧菌、需氧菌去除含硫杂环化合物中硫的技术。BDS是利用菌株氧化燃料中硫分,而不破坏烃类主体的分子结构,因而不会象高温热解那样降低煤中热值。脱硫菌株对硫分的选择性很强,对无机硫的脱除有很好效果。对沸点较高的二苯并噻吩及其衍生物难于脱除,是目前研究的重要方向。制约生物脱硫技术产业化主要有三方面因素:菌种活性、寿命、选择性。生物脱硫技术与浮选技术的联合使用[3]也有研究。
煤化工技术专业《16种脱硫工艺技术以及实际应用情况详解9》
16种脱硫工艺技术以及实际应用情况详解
焦炉煤气属于可燃性气体,其中含有的H2S,HCN,CO等气体毒性极大,对人体和环境有严重的危害。同时,国家也出台了相应的,鼓励企业充分利用处理焦炉煤气,既能减少污染,也能节省资源。其中,焦炉煤气中毒性较大的硫分为有机硫和无机硫,目前焦炉煤气硫处理工艺主要分为干法脱硫,和湿法脱硫。湿法脱硫最大的优点是脱硫效率高,比拟经济适用。下面,小七来为大家介绍一下工厂应用最多的湿法脱硫工艺。
湿法脱硫
湿法脱硫工艺按照脱硫机理可以分为化学吸收法,物理吸收法,物理化学吸收法和湿法氧化法。该方法最大的优点是能脱出废气中绝大局部的硫化物,经济适用。缺点是有些方法脱硫效率不稳定,脱硫精度不高。
1化学吸收法
化学吸收法亦称为化学溶剂法,它以碱性溶液为吸收剂,与气体中的酸性气体反响来到达脱硫的目的。化学吸收法主要有醇胺法和热钾碱法。
〔1〕醇胺法
醇胺法包括一乙醇胺MEA、二乙醇胺DEA、二甘醇胺DGA、二异丙醇胺DIDEA法等。醇胺法是常用的天然气脱硫方法,在脱硫的同时,也可根据需要脱除局部CO2。醇胺法在山东,四川等
工厂有广泛的应用。2021年,永坪炼油厂改用醇胺法脱硫,脱硫效果及产品质量均得到提高。
〔2〕热钾碱法
催化热钾碱法工艺图
热碱钾法采用的是较高浓度的碳酸钾水溶液做吸收剂,可以直接吸收煤气中的硫化氢和氰化氢。该方法吸收酸气速率慢,效率低,已逐渐被催化热钾碱法取代。催化热钾碱法就是在碳酸钾溶液里参加一定量的催化剂,加快反响速率。
真空碳酸钾法工艺流程
真空碳酸钾法是利用碳酸钾溶液直接吸收酸性气体,脱硫装置在粗苯回收后面,位于焦炉煤气工艺流程末端。该工艺开始是由德国引进而来的,使用该方法脱硫脱氰后的酸性气体,既可以采用克劳斯法生产元素硫,也可以使用接触法生产硫酸。之后,中野焦耐公司在吸收国内外真空碳酸钾先进技术及生产实践的根底上,与高等院校合作开发了具有自主产权的新工艺,已在宝钢股份化工公司梅山分公司,陕西焦化,邯郸新区焦化厂等工厂得到应用。该工艺脱硫脱氰效率高,反响速率快。
H2S脱除技术方案
H2S脱除技术方案
H2S是一种常见的有毒气体,常在石油、煤气、化肥等工业生产中产生。由于其对人体健康和环境的危害,需要采取相应的脱除措施。下面将介绍几种常见的H2S脱除技术方案。
1.物理吸附
物理吸附是一种利用吸附剂,通过表面吸附H2S的方法进行脱除。常用的吸附剂包括活性炭、分子筛等。该方法适用于H2S浓度较低的气体,并需要定期更换吸附剂。
2.化学吸收
化学吸收是利用吸收剂与H2S发生化学反应,将其转化为不易挥发的物质进行脱除。常用的吸收剂有三氧化硫(S03)、氨水和碱性溶液。该方法适用于酸性气体中H2S浓度较高的情况。
3.生物脱硫
生物脱硫是利用硫氧化细菌将H2S氧化为硫酸盐,从而实现脱硫的过程。该方法广泛应用于石油开采、天然气净化以及市政污水处理等领域。生物脱硫技术具有工艺简单、副产物少等优点,但对操作条件和菌株选择有较高的要求。
4.氧化脱除
氧化脱除是通过将H2S氧化为硫酸盐,从而实现脱除的方法。常见的氧化剂有氯气、过氧化物和高价态铁等。该方法适用于H2S浓度较高的气体脱除,但氧化剂的使用需要谨慎,以避免产生有害物质。
5.膜分离
膜分离是利用特殊选择性膜对气体进行分离和脱除的技术。常见的膜
材料有聚酰胺膜、石墨烯膜和聚合物膜等。该方法具有脱除效率高、能耗
低等优点,但膜材料的选择和膜组件设计需要仔细考虑。
除了以上几种常见的H2S脱除技术方案,根据实际情况还可以采用其
他的技术手段进行脱除。例如,电学氧化还原、物理冷凝和化学热反应等。此外,根据H2S产生的源头和脱除的目的,还可以选择合适的脱除设备,
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煤中硫的脱除技术
煤中硫的脱除技术
煤炭是世界上最丰富的化石燃料资源,占世界化石燃料贮量的70%以上。目前煤炭约占世界一次能源消费的30%,按世界能源会议预测,煤炭作为一次能源的重要组成部分的地位将在相当长时间内不会改变,预计2020 年煤炭将占世界一次能源消费的33.7%。中国是煤炭生产和消费大国,目前煤炭提供了我国一次能源的75%,在可预见的未来几十年内,煤炭仍将是我国主要的一次能源[1]。煤炭作为能源对人类的发展作出了巨大的贡献,但在煤炭的开发与利用过程中也产生了一系列污染问题,尤其是燃烧过程中所产生的烟气产生的可见及潜在的危害,危及生态平衡与人类生存。
全球性的4大公害:大气烟尘、酸雨、温室效应、臭氧层破坏,随着经济快速发展已经严重影响人类的生存条件。大气污染与能源生产和利用有着直接的关系,尤其是煤炭的开发利用是烟尘、酸雨和温室效应的主要根源,臭氧层的破坏亦和煤炭开采过程中的排放甲烷(CH4)有很大关系。
其实,煤和天然气、石油一样,其本身并非污染源,只
是由于洁净利用和转化技术的落后才使得以煤炭为主要能
源的国家环境污染严重,煤直接燃烧带来的环境问题至今无有效根治的方法[2]。因此,解决煤炭利用率低下、污染严重的根本途径就是合理、清洁、高效地利用煤炭资源,大力开发和应用洁净煤技术错误!未找到引用源。,讨论并分析烟
气净化技术是非常重要及必要的。
1.1煤炭利用对环境的影响
煤炭在利用过程中促进了我国经济的快速增长,但是煤炭利用的效率比较低,对环境造成了一定的负面影响。屈小娥对中国1990-2009年的环境污染进行评价,选取工业SO2排放量、工业烟尘排放量、工业粉尘排放量等污染指标,发现以煤为主的能源消费结构在支撑经济发展的同时,也带来了严重的环境污染[3]。
多数学者研究煤炭利用对大气环境的影响。有的学者从定性的角度进行研究。董雪玲、刘大锰认为燃煤排放的烟尘中含有大量潜在的危害物质,尤其是粒径小于10?m的可吸入颗粒物,会降低大气能见度,进而污染大气环境[4]。路忠贤、唐永顺认为煤炭在开采过程中会产生大量的煤尘和粉尘,在燃烧过程中排放的有害气体会对大气环境造成污染[5]。许
瑞林、王体健认为江苏省的大气污染是烟煤型污染,并对江苏的城市空气质量进行统计,认为污染物按其负荷大小排序依次为降尘量、总悬浮微粒、SO2和NOX[6]。孙楠认为煤炭利用会导致二氧化碳的浓度增加,使得全球气候发生变化[7]。刘海滨、郭正权认为二氧化碳排放的增加需要我国加强对煤炭资源的利用[8]。
1.2煤中硫脱除技术概述
1.2.1必要性
除约一半用于发电外,中国煤炭的近30%用于工业锅炉,6%用于民用燃烧。罗娇赢即提出我国煤炭利用是以直接燃烧为主,燃煤产生了大量的烟尘、SO2、CO2、NOX 等有害
的污染气体[9],对大气环境造成严重的污染。
据《中国环境状况公报2013》报道,2013年,473个监测降水的城市中,出现酸雨的城市比例为44.4%,酸雨频率在25%以上的城市比例为27.5%。其中,降水pH年均值低于5.6(酸雨)、低于5.0(较重酸雨)和低于4.5(重酸雨)的城市比例分别为29.6%、15.4%和2.5%。全国酸雨分布区域集中在长江沿线及中下游以南,主要包括江西、福建、湖
南、重庆的大部分地区,以及长三角、珠三角和四川东南部地区。酸雨区面积约占国
[10]土面积的10.6%。中国酸雨为硫酸型,燃煤电厂等以高架源形式排放的SO2可以随大气扩散传输到较远的大方,并形成酸雨。大量高硫煤燃烧是西南及中南地区酸雨污染严重的主要原因。酸雨对环境的危害包括森林退化湖泊酸化,鱼类死亡,水生生物物种群减少,农田土壤酸化,贫瘠,有毒重金属污染增强,粮食、蔬菜、瓜果大面积减产,建筑物、桥梁和文物损坏等。
1.2.2充分性
控制SO2排放的技术主要可分为,燃烧前脱硫(洗煤技术)、燃烧中脱硫(炉内固硫)和燃烧后脱硫(烟气脱硫,Flue Gas Desulfurization, FGD)。燃烧前脱硫,可去除煤中大部分的无机硫,但对有机硫却无能为力,与其他脱硫技术结合使用,才能使SO2的排放达到环保要求;燃烧中脱硫,可简化净化操作工艺,提高热利用效率,但脱硫效率较低,粉尘排放增加,且固硫生成的硫酸盐会在粉煤锅炉的高温下发生分解;燃烧后烟气脱硫,技术相对成熟、稳定、高效,是目前控制大气中SO2排放有效和应用最广的一项脱硫技术
[11]。
2煤中硫燃前脱除技术
在煤的燃烧或转化之前就将煤中的硫组分通过某种方
法分离出去,这样就可以降低燃烧过程中硫分的含量,从而减少煤燃烧产生的二氧化硫污染。采用的方法分别有物理方法、化学方法和微生物方法。
2.1物理脱硫技术
至今为止,物理脱硫技术是唯一工业化的煤炭净化方法,我国广泛采用的跳汰法、重介质选煤法和浮选法都是属于物理净化法。把产品与废渣分离的分选过程是煤炭物理净化的中心环节。用物理法可以从原煤中除去泥土,页岩和黄铁矿硫。通过煤的粉碎,使非化学键结合的不纯物质与煤脱离。继而,利用构成煤的有机(煤的基本微观结构)与密度较大的矿物不纯物之间的比重的不同,有时还可利用二者表面润湿性、磁性、导电性的不同分离之。主要方烤有:现代浮选法、重液体富集法、磁性分离法、静电分离法、凝聚法、细粒煤一重介质旋风分离法等。
图煤炭物理净化系统
2.2化学脱硫技术
化学脱硫[12]技术主要是利用强碱、强酸和强氧化剂通过化学还原、氮抽提、热解等步骤来完成煤中硫的脱除,常用的如Meyers方法、CaCl2氧化法、NaOH熔融法、(NH)40H 法以及H2O2氧化法等,尽管化学法可以脱去煤中几乎所有的无机硫和许多有机硫,但存在工艺条件复杂和成本高等问题,有时需要在一定的酸碱条件下进行,有时甚至需要在高温下进行。对炼焦煤而言,对煤的性质影响较大,如引起煤的粘结性变差和发热量降低等。目前仅限于实验室研究。
2.3生物脱硫技术
微生物脱硫的原理是利用某些嗜酸耐热菌在生长过程
中消化吸收Fe3+和So等特性,从而促进黄铁矿氧化分解与脱除,硫的脱除率在90%以上[13],微生物脱硫方法主要有堆浸法、表面氧化法、浸出法等方法。但脱硫反应时间长,难以适应工业化脱硫的需要。与物理和化学法相比,微生物法投资少,运行成本低,能好少,可专一性地除去极细微分布于煤中的硫化物。