煤炭燃前脱硫方法及其应用现状 [自动保存的]
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设 摇床 离心摇床 螺旋分选机 水介旋流器 重介旋流器 备 粒度(mm) 6~0 13~0 2~0 0.5~0 45~0 脱硫率(St,d) 37.18 70 50~60 67.07 53.74~72.12 使用规模 工业生产 工业生产 工业生产 工业生产 工业生产
研究表明,在重力选煤脱硫设备中某种新研制的小 直径的重介质旋流器组的有效分选下限可达0.044mm, 0.5~0.044mm粒级分选精度Ep值达0.045~0.06,黄 铁矿理论脱硫率可达85~95%。
3 煤燃前脱硫应用现状
物理法是煤炭燃前脱硫三种方法中最成熟的一种,其工艺简单、成本 低,也是目前唯一得到了普遍工业应用的脱硫法。但是该法只能用于 嵌布粒度不太细的无机硫的部分脱除,对有机硫更是束手无策的,而 且当分选设备在单独使用时往往得不到理想的脱硫效果。为此,研究 人员通过大量试验采用成熟的分选设备以及适当组合,确定出了系列 合理的工艺流程。其中,微细介质重介质旋流器分选工艺是目前已工 业应用、效果最佳的脱硫方法,且在各国广泛采用,均收到了极好的 经济效益。另外,中国矿业大学也提出高硫煤洗选脱硫的最佳工艺是 圆筒重介质旋流器和微泡浮选的合理配合的方案,该工艺在中梁山矿 务局选煤厂得到了推广,结束了该厂不能生产冶炼精煤的历史。同时, 中国矿业大学开发的摩擦电选脱硫工艺和设备现已通过了省级科委组 织鉴定,正处于工业试验阶段。 化学法和微生物法虽然目前还无法应用于工业生产,但因其具有物理 法脱硫无法比拟的多种独特优点,相信在实验室阶段已获得的多种优 质方法的研究基础上,随着科技的进一步发展及在相关技术、外部条 件更加完善的情况下,这两种脱硫法的研究必定会取得突破性成果, 得到广泛应用,给人类和环境带来巨大效益。
4 结语
为建设“资源节约型,环境友好型”生态文明的 和谐社会,作为世界产煤和用煤大国,我国必须积 极发展以煤炭燃前脱硫为主、燃中固硫和燃后烟道 气脱硫为补充的脱硫技术。目前,就我国实际情况 而言,短期内燃前脱硫会以物理脱硫为主,而对于 小于0.5 mm 的细粒煤脱硫降灰仍是煤炭脱硫的难 点,为此进一步开展和完善物理脱硫是十分必要的。 与此同时,在化学和微生物脱硫研究方面,应加强 国际交流与合作,为寻找出经济、有效的工业运用 方法而努力。总之,采取可持续发展的战略,开发 廉价的、操作简便的煤脱硫技术,将具有深远的经 济和环保意义。
2.2化学脱硫法 2.2
对于煤炭中物理脱硫法不能脱除的有机硫,通过化学脱硫法能获 得较好的脱除效果,其有机硫脱除率一般为25~70% 。目前,煤的化 学脱硫在世界范围内已经取得了大量的实验研究成果,据已报道的众 多的化学脱硫技术资料,化学脱硫法大体可分为碱处理法、氧化法、 溶剂萃取法、热解法等几大类。虽然这些化学脱硫方法是脱除煤中几 乎全部无机硫和部分有机硫的有效途径,但大都需在强碱、强酸或强 氧化剂和高温高压的条件下进行操作,工艺费用高昂,且还会在一定 程度上对煤有机质的化学特性产生破坏。E.Jorjani等以伊朗Tabas矿 所采煤样为研究对象,通过不断探究提出了一种经济高效且反应条件 温和的化学脱硫方案:先以“PAA+空气”对煤样进行氧化预处理,后 用丁醇钠作最终脱硫处理。其试验表明,破碎至300微米以下的煤样 经此法处理后硫铁矿的脱除率高达81%、有机硫脱除率为49%、全硫脱 除率高达65%。
2.1.4微波脱硫
作为一种新兴技术,微波技术的作用领域不再只局限于 军事方面,目前其应用已涵盖至工业、农业、家电、医 学等领域,同时它也逐步进入了煤炭行业,并有着广阔 的应用前景。微波脱硫的原理是将含黄铁矿的煤置于微 波下进行照射,微波被煤中黄铁矿有选择性地吸收,其 能量被转化为热量,又由于黄铁矿的受热速度是煤的 1.6~2.9倍,黄铁矿温度迅速升高,进而在高温作用下 1.6 2.9 转变为磁性更强的磁性黄铁矿,硫则变成硫化氢而释放 出来,然后再分别对这两种易处理形态的硫化物采取相 应的措施即可实现对煤炭的有效脱硫。有关试验表明, 微波脱硫的效果比较显著,无机硫的脱除率为31.98%, 有机硫的脱除率为6.96%。因此,有理由相信,随着技 术及相关工艺的成熟发展,微波脱硫技术若得到工业应 用,必将对煤炭利用同时取得良好的环境和经济效益产 生巨大作用。
参考文献
[1] 宋志伟,陈玉平,张鸿波.我国煤炭脱硫技术现状及展望[J].国外金属矿选矿,2001,(1):6-8. [2] Ayhan Demirbas.Demineralization and desulfurization of coals via column froth flotation and different methods[J]. Energy Conversion and Management,2002,43:885-895. [3] 朱复青,朱申红.燃煤高梯度磁选脱硫脱灰的试验研究[J].煤炭科学技术,2005,33(7):6163,68. [4] 路阳,曹亦俊,章新喜,等.微粉煤摩擦电选脱硫降灰试验研究[J].选煤技术,2006,(6):3-5. [5] 尹义斌.浅谈煤炭的微波脱硫[J].选煤技术,2003,(4):54-55. [6] E.Jorjani,B.Rezai,M.Vossoughi,M.Osanloo,M.Abdollahi. Oxidation pretreatment for enhancing desulfurization of coal with sodium butoxide[J].Minerals Engineering, 2004,17:545-552. [7] 罗万江,兰新哲,宋永辉. 煤的电化学脱硫技术研究及进展[J]. 选煤技术,2009,(3):64-67. [8] 崔平,王知彩,周国平.煤的电化学脱硫研究(Ⅲ)——碱性有隔膜电解体系[J].矿业安全与环保, 2002,29(6):15-18. [9] 张明旭,李庆,张东晨,等.几种生物脱硫菌种作为生物抑制剂对人工煤样的浮选脱硫研究[J].选 煤技术,2006,(5):79-82. [10] 张悦秋,谢广元,李国洲,氧化硫硫杆菌氮代谢及其对煤炭脱硫的影响研究[J].洁净煤技 术,2007,13(4):32-34. [11] Isabel Cristina Cardona,Marco Antonio Márquez. Biodesulfurization of two Colombian coals with native microorganisms[J].Fuel Processing Technology,2009,90: 1099-1106.
煤炭燃前脱硫方法及其应用现状
报告人:李彪 指导老师:谢广元
煤炭作为三大最主要能源之一,对世界经济的发展和人 类社会进步起着十分重要的作用。它也是我国最重要的能源 之一,2008年我国煤炭产量已高达27.16亿吨,分别占一次 能源生产和消费总量的76%和69%。通过直接燃烧获取热能 是煤炭利用的最主要方式,目前,我国约有70%的原煤未经 洗选而直接用于燃烧。但有“黑色金子”美誉的煤炭并非清 洁能源,据《2008 年中国环境状况公报》统计,2008 年我 国SO2排放量为2321.2万吨,而其中由原煤直接燃烧产生的 SO2量竟高达90%。我国的大气污染特征呈现烟煤型污染, 由SO2造成的酸雨危害已经覆盖了我国国土面积的40%,目 前全国每年因SO2造成的直接和间接经济损失高达上千亿元 人民币。因此,在当前我国践行科学发展观的大环境下,把 燃煤脱硫问题列入洁净煤技术的研究项目,大力开展煤炭燃 前脱硫研究,推广脱硫技术,对坚持可持续发展道路具有全 局性的深远意义。
1. 煤中硫的赋存状态及我国煤中硫的分布
煤中硫脱除的难易程度主要取决于其在煤中的赋存状态。 按赋存状态的不同,煤中硫划分为无机硫和有机硫两种: 无机硫以硫化物和硫酸盐形式存在,约占全硫含量的60~ 70%;有机硫以硫醇、硫醚、噻吩等形式存在,约占全硫 含量的30~40%。统计资料表明,在我国煤中硫的组成成 分是以硫铁矿为主。 虽然,我国煤炭资源从总体上看,含硫不高,煤层平均含 硫0.9%,但是煤中硫含量的变化甚大,从最低含硫量 0.04%,到最高含硫量9.62%均有,其中约有30%含硫量 不小于2%。从地域上看,我国高硫煤主要集中在湖北、 重庆、四川、山东、广西和陕西等省的部分矿区。总之, 我国煤中硫分分布特点是:南方煤中硫分较高,尤其以西 南地区煤中硫分最高,北方煤田的下部煤层硫分相对较高。
2.1.1重力分选脱硫
煤中黄铁矿的密度一般在3.2~3.4g/cm3之 间,而煤中有机质的密度均在1.8g/cm3以 下,作为目前广泛采用的一种物理脱硫方 法—— ——重力分选法,就是按照煤和黄铁矿之 —— 间这种密度的显著差异实现脱硫的。常见 的重力分选脱硫设备及脱硫率见表1。
表1 重力分选脱硫设备
国内外在煤炭微生物脱硫方面进行了大量的研究,并取得 了具有一定价值的实验结果。张明旭等以纯净的煤和煤系黄铁 矿人工配制的煤样作为浮选入料,进行了几种新型微生物作为 生物抑制剂,在浮选过程抑制黄铁矿浮出的脱硫研究,并通过 比较同一煤系的实际高硫煤的不同脱硫效果,得出了不同的细 菌作用下黄铁矿的嵌布粒度以及解离度对该方法的影响规律。 张悦秋、谢广元等的关于氧化硫硫杆菌的驯化实验也表明,通 过利用微生物氮代谢作用的特点,在适宜营养成分的培养基下, 驯化后的氧化硫硫杆菌对煤中硫铁矿的脱除率能明显的提高。 Isabel Cristina Cardona和Marco Antonio Márquez对嗜酸性氧化硫 硫杆菌与嗜酸性氧化亚铁硫杆菌进行联合培养,并利用电子显 微扫描和FTIR等手段分析了该混合菌对煤的脱硫过程。试验结 果表明,该混合菌在适宜的培养条件下能有效地脱除煤中的黄 铁矿,脱硫率最高达到95%。试验还指出,根据煤中硫的转化 过程来制定合理的微生物脱硫方案能有效地提高脱硫率。
2.1.3高梯度磁选、静电分选脱硫
高梯度磁选燃煤脱硫是一种物理选煤技术,其基本原理是利用 煤(逆磁性)和煤系黄铁矿及其它灰分矿物质(顺磁性)磁性质的差 异,在具有强大磁场力的分选空间中实现炭与煤系黄铁矿和部 分矿物质的分离,从而达到脱硫、脱灰的目的。朱复青和朱申 红利用SLON-100立环脉动高梯度磁选机进行的湿法磁选表明, 燃煤磁选脱硫、脱灰的可行性,工业应用前景很好[3]。 静电分选法之所以能用于煤炭脱硫,是因为带半导体性质的黄 铁矿有较高的介电常数和导电率,而煤中有机质的介电常数和 导电率却较低,两者间这种明显的电性差异是静电选煤脱硫的 基本前提。路阳等[4]根据摩擦电选原理,在实验室流程实验的 基础上,探索了利用模型机进行皖南煤的分选,脱硫率达到 85.78%。 虽然目前电磁选煤脱硫并未获得大范围的工业应用,但从其选 别机理来看,它具有发展为高效合理的选煤手段的潜力。
2.1.2浮选法脱硫
对于用重力选矿方法难以处理的呈细粒和微细粒嵌 布于煤中的黄铁矿,浮选法通常被优先考虑。常用 浮选脱硫有3种方法:多段浮选、抑制黄铁矿浮煤、 在抑煤的同时浮选黄铁矿。但常规浮选的选择性不 高,黄铁矿硫的脱除效果差,这主要是由于黄铁矿 的疏水性及煤与黄铁矿的连生体的机械夹带,使得 黄铁矿微粒被水带入精煤中而引起的。针对该问题, 中国矿业大学矿物加工工程研究中心积十多年经验, 成功研究开发了浮选高效脱硫的关键技术设备——旋 流微泡浮选柱,并在中梁山选煤厂得到实际应用, 取得了良好的经济效益。而Ayhan emirbas通过柱浮 选与传统浮选脱硫实验效果的比较,进一步指出柱 浮选是最有效的煤炭脱硫方法之一。
2.3 微生物脱硫法
微生物煤炭脱硫是在创造出适宜的含微生 物流体湍流流动状态的条件下,利用微生 物氧化和表面改性原理将煤炭中的硫脱除 的技术。这种方法的优点:反应条件温和, 能专一地脱除煤中结构复杂、嵌布粒度极 细的无机硫,同时又能脱除部分有机硫, 研究显示,黄铁矿脱除率高达90%,有机硫 可脱除40%;另外,通过微生物的处理,还 可更大限度的获得煤炭的潜在热值及降低 煤炭中的灰分含量。
2. 煤的燃前脱硫方法
煤炭燃烧前脱硫是在煤炭燃烧前就脱除煤中硫分,避免燃 煤中硫的形态的改变,减少烟气中硫的含量,进而减轻对 环境造成的污染。目前,煤的燃前脱硫方法不下数十种, 按脱硫的基本原理可以划分为三大类: (1)物理脱硫、 (2)化学脱硫 (3)微生物脱硫。
2.1物理脱硫法 2.1
考虑到目前我国的基本国情、高硫煤的分 布特点、煤中硫的组成及其赋存状态等因 素,对煤炭进行脱硫以解决SO2带来的环境 污染问题,最有效的途径就是在煤炭的洗 选过程中,大力推行技术经济合理的洁净 煤技术。物理法是当前我国应用最广泛的 脱硫方法,包括重力分选、浮选、磁选等 多种方法,其工艺成熟、成本低,是脱除 煤中无机硫最经济、最有效的技术手段。
研究表明,在重力选煤脱硫设备中某种新研制的小 直径的重介质旋流器组的有效分选下限可达0.044mm, 0.5~0.044mm粒级分选精度Ep值达0.045~0.06,黄 铁矿理论脱硫率可达85~95%。
3 煤燃前脱硫应用现状
物理法是煤炭燃前脱硫三种方法中最成熟的一种,其工艺简单、成本 低,也是目前唯一得到了普遍工业应用的脱硫法。但是该法只能用于 嵌布粒度不太细的无机硫的部分脱除,对有机硫更是束手无策的,而 且当分选设备在单独使用时往往得不到理想的脱硫效果。为此,研究 人员通过大量试验采用成熟的分选设备以及适当组合,确定出了系列 合理的工艺流程。其中,微细介质重介质旋流器分选工艺是目前已工 业应用、效果最佳的脱硫方法,且在各国广泛采用,均收到了极好的 经济效益。另外,中国矿业大学也提出高硫煤洗选脱硫的最佳工艺是 圆筒重介质旋流器和微泡浮选的合理配合的方案,该工艺在中梁山矿 务局选煤厂得到了推广,结束了该厂不能生产冶炼精煤的历史。同时, 中国矿业大学开发的摩擦电选脱硫工艺和设备现已通过了省级科委组 织鉴定,正处于工业试验阶段。 化学法和微生物法虽然目前还无法应用于工业生产,但因其具有物理 法脱硫无法比拟的多种独特优点,相信在实验室阶段已获得的多种优 质方法的研究基础上,随着科技的进一步发展及在相关技术、外部条 件更加完善的情况下,这两种脱硫法的研究必定会取得突破性成果, 得到广泛应用,给人类和环境带来巨大效益。
4 结语
为建设“资源节约型,环境友好型”生态文明的 和谐社会,作为世界产煤和用煤大国,我国必须积 极发展以煤炭燃前脱硫为主、燃中固硫和燃后烟道 气脱硫为补充的脱硫技术。目前,就我国实际情况 而言,短期内燃前脱硫会以物理脱硫为主,而对于 小于0.5 mm 的细粒煤脱硫降灰仍是煤炭脱硫的难 点,为此进一步开展和完善物理脱硫是十分必要的。 与此同时,在化学和微生物脱硫研究方面,应加强 国际交流与合作,为寻找出经济、有效的工业运用 方法而努力。总之,采取可持续发展的战略,开发 廉价的、操作简便的煤脱硫技术,将具有深远的经 济和环保意义。
2.2化学脱硫法 2.2
对于煤炭中物理脱硫法不能脱除的有机硫,通过化学脱硫法能获 得较好的脱除效果,其有机硫脱除率一般为25~70% 。目前,煤的化 学脱硫在世界范围内已经取得了大量的实验研究成果,据已报道的众 多的化学脱硫技术资料,化学脱硫法大体可分为碱处理法、氧化法、 溶剂萃取法、热解法等几大类。虽然这些化学脱硫方法是脱除煤中几 乎全部无机硫和部分有机硫的有效途径,但大都需在强碱、强酸或强 氧化剂和高温高压的条件下进行操作,工艺费用高昂,且还会在一定 程度上对煤有机质的化学特性产生破坏。E.Jorjani等以伊朗Tabas矿 所采煤样为研究对象,通过不断探究提出了一种经济高效且反应条件 温和的化学脱硫方案:先以“PAA+空气”对煤样进行氧化预处理,后 用丁醇钠作最终脱硫处理。其试验表明,破碎至300微米以下的煤样 经此法处理后硫铁矿的脱除率高达81%、有机硫脱除率为49%、全硫脱 除率高达65%。
2.1.4微波脱硫
作为一种新兴技术,微波技术的作用领域不再只局限于 军事方面,目前其应用已涵盖至工业、农业、家电、医 学等领域,同时它也逐步进入了煤炭行业,并有着广阔 的应用前景。微波脱硫的原理是将含黄铁矿的煤置于微 波下进行照射,微波被煤中黄铁矿有选择性地吸收,其 能量被转化为热量,又由于黄铁矿的受热速度是煤的 1.6~2.9倍,黄铁矿温度迅速升高,进而在高温作用下 1.6 2.9 转变为磁性更强的磁性黄铁矿,硫则变成硫化氢而释放 出来,然后再分别对这两种易处理形态的硫化物采取相 应的措施即可实现对煤炭的有效脱硫。有关试验表明, 微波脱硫的效果比较显著,无机硫的脱除率为31.98%, 有机硫的脱除率为6.96%。因此,有理由相信,随着技 术及相关工艺的成熟发展,微波脱硫技术若得到工业应 用,必将对煤炭利用同时取得良好的环境和经济效益产 生巨大作用。
参考文献
[1] 宋志伟,陈玉平,张鸿波.我国煤炭脱硫技术现状及展望[J].国外金属矿选矿,2001,(1):6-8. [2] Ayhan Demirbas.Demineralization and desulfurization of coals via column froth flotation and different methods[J]. Energy Conversion and Management,2002,43:885-895. [3] 朱复青,朱申红.燃煤高梯度磁选脱硫脱灰的试验研究[J].煤炭科学技术,2005,33(7):6163,68. [4] 路阳,曹亦俊,章新喜,等.微粉煤摩擦电选脱硫降灰试验研究[J].选煤技术,2006,(6):3-5. [5] 尹义斌.浅谈煤炭的微波脱硫[J].选煤技术,2003,(4):54-55. [6] E.Jorjani,B.Rezai,M.Vossoughi,M.Osanloo,M.Abdollahi. Oxidation pretreatment for enhancing desulfurization of coal with sodium butoxide[J].Minerals Engineering, 2004,17:545-552. [7] 罗万江,兰新哲,宋永辉. 煤的电化学脱硫技术研究及进展[J]. 选煤技术,2009,(3):64-67. [8] 崔平,王知彩,周国平.煤的电化学脱硫研究(Ⅲ)——碱性有隔膜电解体系[J].矿业安全与环保, 2002,29(6):15-18. [9] 张明旭,李庆,张东晨,等.几种生物脱硫菌种作为生物抑制剂对人工煤样的浮选脱硫研究[J].选 煤技术,2006,(5):79-82. [10] 张悦秋,谢广元,李国洲,氧化硫硫杆菌氮代谢及其对煤炭脱硫的影响研究[J].洁净煤技 术,2007,13(4):32-34. [11] Isabel Cristina Cardona,Marco Antonio Márquez. Biodesulfurization of two Colombian coals with native microorganisms[J].Fuel Processing Technology,2009,90: 1099-1106.
煤炭燃前脱硫方法及其应用现状
报告人:李彪 指导老师:谢广元
煤炭作为三大最主要能源之一,对世界经济的发展和人 类社会进步起着十分重要的作用。它也是我国最重要的能源 之一,2008年我国煤炭产量已高达27.16亿吨,分别占一次 能源生产和消费总量的76%和69%。通过直接燃烧获取热能 是煤炭利用的最主要方式,目前,我国约有70%的原煤未经 洗选而直接用于燃烧。但有“黑色金子”美誉的煤炭并非清 洁能源,据《2008 年中国环境状况公报》统计,2008 年我 国SO2排放量为2321.2万吨,而其中由原煤直接燃烧产生的 SO2量竟高达90%。我国的大气污染特征呈现烟煤型污染, 由SO2造成的酸雨危害已经覆盖了我国国土面积的40%,目 前全国每年因SO2造成的直接和间接经济损失高达上千亿元 人民币。因此,在当前我国践行科学发展观的大环境下,把 燃煤脱硫问题列入洁净煤技术的研究项目,大力开展煤炭燃 前脱硫研究,推广脱硫技术,对坚持可持续发展道路具有全 局性的深远意义。
1. 煤中硫的赋存状态及我国煤中硫的分布
煤中硫脱除的难易程度主要取决于其在煤中的赋存状态。 按赋存状态的不同,煤中硫划分为无机硫和有机硫两种: 无机硫以硫化物和硫酸盐形式存在,约占全硫含量的60~ 70%;有机硫以硫醇、硫醚、噻吩等形式存在,约占全硫 含量的30~40%。统计资料表明,在我国煤中硫的组成成 分是以硫铁矿为主。 虽然,我国煤炭资源从总体上看,含硫不高,煤层平均含 硫0.9%,但是煤中硫含量的变化甚大,从最低含硫量 0.04%,到最高含硫量9.62%均有,其中约有30%含硫量 不小于2%。从地域上看,我国高硫煤主要集中在湖北、 重庆、四川、山东、广西和陕西等省的部分矿区。总之, 我国煤中硫分分布特点是:南方煤中硫分较高,尤其以西 南地区煤中硫分最高,北方煤田的下部煤层硫分相对较高。
2.1.1重力分选脱硫
煤中黄铁矿的密度一般在3.2~3.4g/cm3之 间,而煤中有机质的密度均在1.8g/cm3以 下,作为目前广泛采用的一种物理脱硫方 法—— ——重力分选法,就是按照煤和黄铁矿之 —— 间这种密度的显著差异实现脱硫的。常见 的重力分选脱硫设备及脱硫率见表1。
表1 重力分选脱硫设备
国内外在煤炭微生物脱硫方面进行了大量的研究,并取得 了具有一定价值的实验结果。张明旭等以纯净的煤和煤系黄铁 矿人工配制的煤样作为浮选入料,进行了几种新型微生物作为 生物抑制剂,在浮选过程抑制黄铁矿浮出的脱硫研究,并通过 比较同一煤系的实际高硫煤的不同脱硫效果,得出了不同的细 菌作用下黄铁矿的嵌布粒度以及解离度对该方法的影响规律。 张悦秋、谢广元等的关于氧化硫硫杆菌的驯化实验也表明,通 过利用微生物氮代谢作用的特点,在适宜营养成分的培养基下, 驯化后的氧化硫硫杆菌对煤中硫铁矿的脱除率能明显的提高。 Isabel Cristina Cardona和Marco Antonio Márquez对嗜酸性氧化硫 硫杆菌与嗜酸性氧化亚铁硫杆菌进行联合培养,并利用电子显 微扫描和FTIR等手段分析了该混合菌对煤的脱硫过程。试验结 果表明,该混合菌在适宜的培养条件下能有效地脱除煤中的黄 铁矿,脱硫率最高达到95%。试验还指出,根据煤中硫的转化 过程来制定合理的微生物脱硫方案能有效地提高脱硫率。
2.1.3高梯度磁选、静电分选脱硫
高梯度磁选燃煤脱硫是一种物理选煤技术,其基本原理是利用 煤(逆磁性)和煤系黄铁矿及其它灰分矿物质(顺磁性)磁性质的差 异,在具有强大磁场力的分选空间中实现炭与煤系黄铁矿和部 分矿物质的分离,从而达到脱硫、脱灰的目的。朱复青和朱申 红利用SLON-100立环脉动高梯度磁选机进行的湿法磁选表明, 燃煤磁选脱硫、脱灰的可行性,工业应用前景很好[3]。 静电分选法之所以能用于煤炭脱硫,是因为带半导体性质的黄 铁矿有较高的介电常数和导电率,而煤中有机质的介电常数和 导电率却较低,两者间这种明显的电性差异是静电选煤脱硫的 基本前提。路阳等[4]根据摩擦电选原理,在实验室流程实验的 基础上,探索了利用模型机进行皖南煤的分选,脱硫率达到 85.78%。 虽然目前电磁选煤脱硫并未获得大范围的工业应用,但从其选 别机理来看,它具有发展为高效合理的选煤手段的潜力。
2.1.2浮选法脱硫
对于用重力选矿方法难以处理的呈细粒和微细粒嵌 布于煤中的黄铁矿,浮选法通常被优先考虑。常用 浮选脱硫有3种方法:多段浮选、抑制黄铁矿浮煤、 在抑煤的同时浮选黄铁矿。但常规浮选的选择性不 高,黄铁矿硫的脱除效果差,这主要是由于黄铁矿 的疏水性及煤与黄铁矿的连生体的机械夹带,使得 黄铁矿微粒被水带入精煤中而引起的。针对该问题, 中国矿业大学矿物加工工程研究中心积十多年经验, 成功研究开发了浮选高效脱硫的关键技术设备——旋 流微泡浮选柱,并在中梁山选煤厂得到实际应用, 取得了良好的经济效益。而Ayhan emirbas通过柱浮 选与传统浮选脱硫实验效果的比较,进一步指出柱 浮选是最有效的煤炭脱硫方法之一。
2.3 微生物脱硫法
微生物煤炭脱硫是在创造出适宜的含微生 物流体湍流流动状态的条件下,利用微生 物氧化和表面改性原理将煤炭中的硫脱除 的技术。这种方法的优点:反应条件温和, 能专一地脱除煤中结构复杂、嵌布粒度极 细的无机硫,同时又能脱除部分有机硫, 研究显示,黄铁矿脱除率高达90%,有机硫 可脱除40%;另外,通过微生物的处理,还 可更大限度的获得煤炭的潜在热值及降低 煤炭中的灰分含量。
2. 煤的燃前脱硫方法
煤炭燃烧前脱硫是在煤炭燃烧前就脱除煤中硫分,避免燃 煤中硫的形态的改变,减少烟气中硫的含量,进而减轻对 环境造成的污染。目前,煤的燃前脱硫方法不下数十种, 按脱硫的基本原理可以划分为三大类: (1)物理脱硫、 (2)化学脱硫 (3)微生物脱硫。
2.1物理脱硫法 2.1
考虑到目前我国的基本国情、高硫煤的分 布特点、煤中硫的组成及其赋存状态等因 素,对煤炭进行脱硫以解决SO2带来的环境 污染问题,最有效的途径就是在煤炭的洗 选过程中,大力推行技术经济合理的洁净 煤技术。物理法是当前我国应用最广泛的 脱硫方法,包括重力分选、浮选、磁选等 多种方法,其工艺成熟、成本低,是脱除 煤中无机硫最经济、最有效的技术手段。