概述水煤浆燃烧固硫技术

概述水煤浆燃烧固硫技术

1 水煤浆固硫技术分析

在我国的能源构架里面，煤炭作为一次性能源比例在75%以上，这种结构在短期内是不会发生变化的，煤炭始终会作为主要能源去使用，因此由煤炭带来的污染也急剧加重。根据统计分析，我国大气污染的主要成分是来自煤炭的SO2的污染，占到污染比重的87%，我国酸雨的覆盖面积，也占到了国土面积的三分之一左右。如何有效地利用煤炭这个能源，解决污染带来的问题成了紧迫的问题。水煤浆是新兴的代油燃料，它的应用前景非常好，其优势在于存储、物流运输，烟尘的降低以及硫析出的时间长短，固硫产生的效率等，这些都高出煤炭的使用程度以及污染的降低。当前，固硫形态的水煤浆使用和发展，对大气污染程度的下降意义重大。这种技术在学术界和媒体上报道很多，许多研究单位都进行过这方面的研究和开发。但是对燃烧后产生的烟气脱硫，还有就是燃烧前煤炭的清洗始终是个难题，这需要高精端的大型设备进行处理。无疑大幅度地提高了煤炭使用中的成本，在现实中无法做到广泛的推广和应用。固硫型水煤浆就是在其中加入固硫剂，它的优势是成本低、简单、脱硫的效果明显等，对它的推广有着非常好的作用。

2 水煤浆固硫技术发展现状

现今我国固硫技术已经进入了非常快的发展阶段，但是仍处于初级阶段。其中它的运用和发展、固硫的理论研究，实际中固硫剂的研发也是如此。水煤浆中水是对流变特性有影响的，生产脱硫型水煤浆要多关注其影响因素。

2.1 固硫机理的发展现状

煤燃烧固硫机理和固硫型水煤浆基本上一致，在固硫型水煤浆里面有不多的添加剂，这就比煤粉的燃烧温度低，在分析水煤浆硫析出动态性中冯云岗等，给出了自己研究的成果。他们认为煤里面的有机硫和无机硫在燃烧温度上分为两个层面。有机硫开始析出是在400摄氏度左右，无机硫析出是在温度达到1000摄氏度，不过在炉温达到1200摄氏度时，高温硫析出的时间需要长一点，但是低温硫去很快就出来了。

2.2 固硫剂研究现状

当今国内使用固硫剂大多是钙基固硫剂，这主要是因为原料易于寻找，能够在市场中找到，且其价格低，在实际中固硫的效果明显，能够满足市场的需求。选择固硫剂的意义就在于成本低、来源充足、固硫的效果非常好。还有就是分析水煤浆燃中固硫当中，不仅要分析其经济的成本性、燃烧的效果及固硫率，更要分析其在水煤浆中的流变特性。我们所认知的钙剂固硫剂能够分成两组，是机钙固硫剂和无机钙固硫剂，这两种固硫剂的使用效果非常好，对水煤浆的性能影响并不明显，不过它的固硫效果可变性非常不稳定。研究中刘建中等对钙基固硫剂对水煤浆性能影响分析出，无机钙对水煤浆的影响没有钙剂的影响低很多。因为分子量小，不容易和水融合的物质是做固硫剂的材料。唐海香等对CaCO3、CaO、Ca（OH）2三种钙基固硫剂进行了固硫实验对比，研究发现，三种钙基固硫剂固硫效率的次序为CaO CaCO3

。作为钙的同种族元素钡也具有固硫作用，陈占文等对BaCO3CaCO3两种固硫剂进行了固硫实验，发现BaCO3、与CaCO3都能起到固硫作用，BaCO3固硫效果要优于CaCO3，但考虑到BaCO3的价格昂贵，不适用大量工业应用，CaCO3却原料易得，性价比高。NaOH高温分解生成的NaO2能与燃烧产物SO2反应，但其固硫产物分解温度低，固硫效果差。霍永春等研究Ca（OH）2与NaOH的对比固硫实验时认为，NaOH在高温下分解为NaO2，NaO2在燃烧中变成了气态，能够跟烟气飘走，这时候进行管道冷却，其中的一部分硫就能够从烟气中脱离，粘附在冷却的管壁上，这就很容易堵塞管壁。其固硫产物分解温度低、固硫效果差等因素都导致NaOH不宜单独作为固硫剂使用。但是NaOH却可与CaCO3同时使用，作为助剂，NaOH可提高CaCO3的固硫效果。

2.3 固硫助剂研究现状

钙基固硫剂在当前的应用十分广泛，实际的使用中效果也非常明显，能够很好地固硫。但是在高温中（温度>1000℃），固硫产生的其他物质CaSO4慢慢分解并且重新组成SO2，导致固硫的情况不好，为达到高温下良好的固硫效果，在水煤浆里面掺入少量的水煤浆，可非常好地提高水煤浆的固硫效果，在固硫型水煤浆中少量的掺入Al2O3、Fe2O3、TiO2等金属的氧化物，然后进行实验对比，从中没有发现同样的金属氧化物，这也就证明了固硫效果的程度不一样，三种不同的固硫剂对水煤浆固硫起到的作用也不一样，其中分析灰渣得出，它的机理是在充分燃烧中非晶态物相增加，其在高温溶解下附着在固硫产物CaSO4的上面，抑制了CaSO4分解速率，其中对SO2的逸出进行了有效的抑制。

3 水煤浆固硫应用分析

我国的水煤浆技术虽然研究得很全面和广泛，但是在实际中却没有被大量的应用，我国的第一台固硫型水煤浆示范锅炉，是在2000年在北京燕化公司第三热电站点火试验成功的。这台锅炉在燃烧中能够达到98.5%的固硫率，其产生的灰渣还可以进行再次利用，包括制砖、水泥的生产和制造，其环保的程度完全达到国家的要求，每天平均节省下来的成本在3.36萬元左右，对经济效益的影响不言而喻。从这个方面看，在工业上固硫型水煤浆能够发挥很好的作用。不过在以后的几年中固硫型水煤浆就没有出现过在工业上应用的报道，这主要是企业在环保方面的一时欠缺。我国的工业发展正处在发展阶段，人们的环保意识和理念不能跟上社会的进步，许多事例告诉我们，我们都是在用环保的污染和人们的身体作为代价。还有就是政府政策的灵活性，助长了破坏环境的产生。我国在环保政策的制定以及环保的选产方面做得也很不够，没有唤醒人们的环保意识，加之地方保护主义的掺入更是如此。还有就是我国的固硫技术还不够全面和完善，国内研究这方面技术的人较多，但是一般只在实验室阶段，没有完全地用到实际的生产中去，导致了工业应用中出现了很多的问题。

4 结语

固硫剂的加入对我国的水煤浆的发展起到了非常好的作用，它能够保证悬浮流化燃烧的较高的锅炉效率，号可以有效地稳定的工况，解决了人们提倡生活的需求。水煤浆的固硫技术发展在我国已经10多年了，在其发展的过程中许多研究者付出了巨大的努力。当然我国的固硫剂技术发展和应用还不够完善，但是其发展的速度却非常之快，能够为我国的固硫剂发展前景起到引领作用。

参考文献

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[3] 刘兴远.催化干气的利用[J].河北化工，1993，（3）：44-46.