燃煤污染物的环境

燃煤引起的温室效应及其危害
• • • • • • 温室气体种类及来源 1. CO2 2. 氟氯碳化合物（CFCs） 3. CH4 4. 氮氧化合物（NOX） 5. O3
• 温室气体的排放
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温室效应增强后的危害 全球变暖 海平面升高 对生物多样性的影响
• 对人类生活的影响：经济、农业、水循环、 人类健康
燃煤污染物的环境问题
燃烧环境污染的产生及危害
• 煤炭在我国一次能源结构中占主体地位，2009年全 国煤炭消费量达30.2亿吨，全国年排放SO22212.4万 t 、烟尘847.4万t 、工业粉尘523.6万t。 • 我国大气污染煤烟型污染，燃煤排放的SO2、烟尘、 CO2分别占其总排放量的90%、70%、85%。 • 排放SO2的主要污染源有燃煤发电厂、燃煤工业锅 炉、燃煤工业窑炉等。 • 一次能源消费结构中，煤炭占70%，发电用煤占煤 炭消耗总量35%。 • 84%的煤炭直接燃烧，煤炭入洗率占25%，发达国家 一般多在60%~80%
焦及配型煤炼焦
• 工业型焦是以粉煤为原料，经配煤（或单 种煤）加工压制成型，再经碳化工艺而形 成的型焦及型焦煤制品。 • 配型煤炼焦新工艺是将部分装炉原料在装 入焦炉前配入粘结剂压制成型煤，然后与 大部分散状煤料按比例配合后装炉炼焦。
生物质型煤
• 生物质型煤是指把高挥发分、低灰、低硫、 低燃点的生物质原料按一定比例与低挥发 分、低灰、低硫、高燃点、高热值的无烟 煤和烟煤煤粉混合，通过一定工艺制备成 的型煤。 • 该型煤分别适于作中小型层燃锅炉或流化 床燃烧用燃料 • 具有着火点低，燃烧彻底，燃尽率高，烟 气中烟尘、SO2排放量少等特点。
跳汰设备的研究现状及存在的问题
• 国外跳汰设备研究现状：机体大型化、风 阀工作方式、自动排料 • 末煤跳汰机
• 可变波形跳汰机
• Batac跳汰机
• 双侧室结构的筛侧跳汰机
• BOSS-2000跳汰机
• Apic 跳汰机
国内跳汰设备研究现状
• LTX型、LTG型、X型、SKT型 • 动筛跳汰机 • 存在问题：目前我国在跳汰机的机械结构、数 控风阀、自动排料控制系统以及分选指标等方 面与国外跳汰机各具千秋；但在设备的制造水 平和使用可靠性方面差距明显；在检测技术手 段、检测数据精度和可靠性以及系统控制完整 性方面存在较大差距。因此，在跳汰设备大型 化、控制系统集成化以及跳汰选煤设计模块化 方面尚需潜心研究。
炉前控制技术
• 2.1 选煤技术 • 选煤是洁净煤技术的源头和基础，也是适合我 国当前经济状况的一项最有效的洁净煤技术 • 选煤是利用煤和杂质(矸石)的物理、化学性质 的差异，通过物理、化学为微生物分选的方法 将煤和杂质有效分离，并加工成质量均匀、用 途不同的煤炭产品的一种加工技术。可分为物 理选煤、物理化学选煤、化学选煤、生物选煤 等。 • 我国目前选煤场以跳汰(59%) 、重介(23%) 、浮 选(14%)三种为主。
煤泥浮选分级工艺流程
• 筛网分级旋流器安装在浮选工序前，煤泥 经旋流分级后，分出三种产品，三种产物 经排列组合，可以构成20余种流程。
选前脱泥浮选流程
分级浮选流程
选前脱粗浮选流程
中等粒级浮选流程
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
粗选—脱泥—扫选流程
干法选煤
• 干法选煤主要是煤与矸石的物理性质差别实现分选， • 优点 • (1) 投资少，建设周期短，投产快。投资仅为同型湿法 选煤厂的1/4~1/5。 • (2) 维修量小，运转平稳，操作简单，生产成本低，加 工费仅2~4元/t。 • (3) 劳动生产效率高，生产工人少。 • (4) 入料粒度范围宽。 • (5) 对原煤水分要求不严。 • (6) 耗风量少。 • (7) 占地面积小、占用空间少。 • (8) 除尘效果好。
• 生物质型煤：(1) 生物质制浆后的黑液，如 纸浆废液作为成型粘结添加剂； (2) 生物质 水解产物，如水解木质素、纤维素、半纤 维素及碳氢化合物等，作为成型粘结添加 剂； (3) 生物质直接与煤粉混合，利用受热 或高压压制成型。
型煤技术应用中存在的主要问题及 原因
• (1) 主要问题
• 实际生产型煤的厂家较少。很多型煤企业 因冷、热强度低，热稳定性差，灰熔点低， 固定碳下降严重，易粉化，产出率低，带 出物多，燃烧活性差，正常气化不理想， 防水性差，吸水潮解，需增加烘干设备， 投资大等问题而无法正常生产。
• (1) 离析作用和风力作用
• (2) 自生介质的分选作用
• 在干选机中，细颗粒物料和风相组成具有一定 密度的气-固悬浮体，称之为自生介质。按照 阿基米德原理，小于悬浮体密度的煤上浮，而 大于悬浮体密度的矸石、硫铁矿则下沉。随着 分选过程的进行，细粒粉煤不断随大粒度精煤 排出，剩余粒度较粗、密度较高的中等颗粒物 料，又与空气组成新的密度更高的气-固悬浮 体，有助于煤和矸石的分选。
产生问题的原因
• 对水煤浆的重要性缺乏足够的认识
• 人有一些技术问题没有解决：热值低，配 套技术比如除尘问题 • 运输与成本问题 • 改造后的锅炉出力下降，负荷降低，改造 一次性投入过大 • 缺乏有组织有规则的宏观调控
国内外选煤技术现状
重介质选煤
• 基本原理
• 阿基米德原理：即浸没在液体中的颗粒所 受到的浮力等于颗粒所排开的同体积的液 体的重量。
• • • •
选煤工艺 跳汰粗选—重介质旋流器精选工艺 两产品重介质旋流器分选工艺 三产品重介质旋流器分选工艺
跳汰选煤
• 基本原理：跳汰分选是各种密度、粒度及 形状的物料在不断变化的流体作用下的运 动过程。100多年来人们致力于找出原本为 异类粒群混合物的床层却呈现出以粒度差 别为主要特征的分层机理。关于跳汰分层 机理的种种假说可以概括为两大类：动力 学观点和静力学观点。但迄今为止所有有 关跳汰分层机理的观点都只能反映跳汰过 程的某个侧面，不能全面地描述在跳汰过 程中矿粒按密度分层的基本原理。
酸雨的危害
• • • • 对水生生态系统的影响 对陆生生态系统的影响 对人体健康的影响和危害 对建筑物和材料的危害
酸雨的防治
• • • • • • • 1.酸雨防治的政策和国际协作 2.酸雨防治的具体对策 (1) 使用低硫煤，节约用煤 (2) 烟气脱硫 (3) 型煤固硫 (4) 发展替代能源 (5) 加大政府扶持、行政立法和管理力度
其它炉前控制技术
• 型煤技术 • 我国自20世纪60年代以来，为了解决中、小型合成 氨厂气化用块煤供应不足的问题，相继开发了石灰 碳化煤球，纸浆黏土煤球、腐殖酸盐煤球、黏土煤 球等多种成型技术，提供了全国化肥工业60%的造 气原料，其中石灰碳化煤球得到了广泛的应用。 • 工业型煤优点：(1) 热效率提高10%~12%; (2) 煤炭反 应活性 提高约20%; (3) 灰渣含碳量减少5%~8%; (4) 排烟“林格曼”黑度达到国家1级排放标准以下， 烟尘排放量减少74%~99%，CO2排放量减少 70%~80%，加入固硫剂可降低SO2排放量排放量 50%~85%。
FGX型干选机的分选过程
FX型及FGX型干选机的常用工艺流程
干法选煤发展趋势
我国选煤工业存在的问题
• • • • • • 环保意识差，副产品利用率低 选煤技术研发能力不足 技术装备水平低 设备可靠性差 产业集中度低，制造质量较差 政策法规不完善
选煤技术的发展趋势
• • • • • • 设备大型化 重介技术占主要市场 发展细粒煤脱水技术 装配式成为选煤厂建设的新模式 选煤过程自动控制和全厂自动化 完善传统选煤方法，提高设备可靠性
• CO2减排的技术措施
大气环境管理及大气环境标准
• 保护大气环境和防治大气污染的法规
• 大气环境的质量标准
• 大气污染物的排放标准 • 《大气污染物综合排放标准》GB 162971996 • 锅炉大气污染物排放标注 GB13271-2001 • 火电厂大气污染物排放标准 GB 13223-2003
浮选选煤
• 煤泥级别:粗粒级、中等粒级、高灰细泥 • 筛网旋流器
• 不同的可浮性煤泥选用何种流程，除了进 行工业性试验外，更重要的是要从经济效 益方面统筹考虑 • 主要考虑因素： • 产品的结构、成本和价格 • 重选和浮选产品合理指标 • 浮选各产品掺配方式 • 分级浮选处理工艺流程对后续作业的影响
FX、FGX型干选机的工作原理
• 干法选煤是指粒度和密度不同的物料在空 气流、机械振动或摇动的共同作用下，进 行分层，服从颗粒的干扰沉降规律。粒度 相同的颗粒中密度较大的集中在床面底层， 密度较小的集中在床面上层；密度相同的 颗粒中，粒度较大的集中在下层，粒度较 小的集中在上层。FX、FGX干选机的分选原 理近似，但振动方式和激振力产生的方式 不同。
水煤浆的性质及特征
水煤浆的优点
• (1) 技术优点 • (2) 环保优点 • (3) 经济优点
水煤浆的工业应用
• 水煤浆在陶瓷行业中的应用 • 水煤浆在电厂中的应用
水煤浆技术应用中存在的主要问题 及原因
• 水煤浆推广应用范围与力度同当前国家的 能源结构现状格格不入，没有受到普遍重 视，发展极不平衡
• (3) 颗粒相互作用的浮力效应
• 综上，干选机的分选原理就是利用振动力 和风力的综合作用造成床层松散和矿粒按 密度分层。在不同的区段即有自生介质 （粉煤）与空气形成的混合介质分选（精 煤段），又有颗粒相互作用的浮力效应 （中煤段），形成一种不同于其他选煤设 备的综合分选机理。
FX型干选机的分选过程
国内型煤技术发展现状
• 民用型煤
• 上点火蜂窝煤、易燃民用手炉煤球、火锅 炭、烧烤炭等
工业型煤
• 工业燃料型煤：锅炉窑炉型煤、机车型煤 等；
• 气化用型煤：化肥造气型煤、燃料气造气 型煤等； • 工业型焦用型煤及炼焦配用型煤
锅炉型煤
• 集中成型 • 炉前成型
气化型煤
• 石灰碳化煤球、纸浆黏土煤球、腐殖酸盐 煤球、黏土煤球等成型技术
• 产生问题的原因 • 型煤厂生产规模小，装备水平低 • 设计规范和质量标准不健全 • 型煤生产成本高，无法形成商业化生产规 模 • 工业型煤技术水平有待提高
水煤浆技术
• 水煤浆是煤代油的物理加工产品，是用 60%~70%的煤粉、30%~40%的水和少量化学 添加剂通过物理加工得到的一种低污染、 高效率，可管道输送的代油燃料。大约2t或 2.5t普通水煤浆可以代替1t重油，与燃煤相 比，可以提高燃烧效率，减少对环境的污 染。
煤炭利用与环境问题
燃煤引起的酸雨及其危害
• SO2的污染源: (1)硫酸厂和汽车尾气; (2)有色 金属冶炼过程中排放; (3)燃煤烟气。我国煤 炭80%以上直接用于燃烧，燃煤为主要来源。 • 硫氮氧化物在大气中生成硫酸和硝酸，从 而形成PH值低于5.6的酸性沉降物，即酸雨。 煤燃烧过程排放出的SO2，使我国成为三大 酸雨区之首。