PDF《促燃脱硫剂对煤炭清洁燃烧的功效及机理分析*》

1999 年9月ENVIRONM ENTA L SCIENCE Sep.

,

1999 促燃脱硫剂对煤炭清洁燃烧的功效及机理分析* 武增华 许玲尉志武 张连庆 薛方渝 ( 清华大学化学系, 北京

100084 Email: lgs-sg @ mail. tsinghua. edu. cn) 摘要 用微机热天平和色谱方法测试和研究了促燃脱硫剂在降低煤炭的着火温度、 改善煤炭燃烧特性、 减少煤炭燃烧造成的环 境污染等方面的节能和 环保功效 . 试验结果表明: CCS 型燃煤促燃脱硫剂能降低煤炭着火 温度 30℃~80℃, 提高煤炭利 用率 10% ~25% , 固硫率 30%~50% , 且明显降低 CO 排放量和排烟黑度 . 本文初步探讨了其作用机理 . 关键词 促燃脱硫剂, 燃烧特性, 清洁燃烧, 节能 . * 获1997 年国家科技进步二等奖课题的部分内容 . 武增华: 女,

59 岁, 教授 收稿日期: 1999-04-23 The Effects of an Additive on Clean Combustion of Coal and the Analysis of Mechanism W u Zenghua Xu Ling Yu Zhiwu Zhang Lianqing Xue Fangyu ( Department of Chemistry, T singhua University, Beijing 100084, China E -mail: lgs- sg@ mail. tsing hua. edu. cn) Abstract The effects of an additive on combustion characteristics of coal and t he emission of pollut ant gas w ere tested. The result shows that the additive can decrease the ignition temperature 30℃~80℃ and improve the combustion charact erist ics and utility of coal 10% ~25% , immobilized- sulphur rate of 30% ~50% ;

and decrease the emission of SO2 and CO. The mechanism w as discussed in this paper. Keywords coal additive, com bustion characteristic, pollutant emission, clean combustion, save of energy. 本研究在不改变燃煤设备的前提下, 依据煤 炭燃烧的化学反应原理, 在煤中添加少量的催化 促燃剂和催化脱硫剂, 通过催化、 活化、 促进氧化 及化学反应过程, 以改善煤炭的燃烧特性, 降低 煤炭的着火温度, 减少燃烧污染物的排放, 达到 促燃、 环境保护和节能的清洁燃烧目的 .

1 实验部分 1.

1 原煤及促燃脱硫催化剂 原煤: 主要采用宁夏太西煤, 工业分析 ( % ) : M ( 水分) 1. 54, A ( 灰分) 12. 30, V ( 挥发 分) 11. 01, C( 含炭) 75. 15, 样品颗粒度 60~100 目.促燃脱硫剂( 以下简称 CCS 剂) : 以碱土金 属Mg、 Ca、 Sr、 Ba 和过渡金属 Mn、 Fe、 Ni、 Cr、 Zn、 Cu 等的盐类和氧化物为主的复合配方[ 1, 2] 添加方法: 定量 CCS 剂先溶于水后混入原 煤中, 再喷少量水混和均匀, 在120℃烘干备 用.浓度为 100g 煤中 CCS 剂的重量%. 1.

2 实验装置及方法 用WCT-1 微机热天平, 在严格控制同一 实验条件( 升温速率 50° C/ min, 温度区间 50~ 900℃, 空气流速 100ml/ min, 样品重量 5. 8± 0. 1mg) 下, 对渗加了不同浓度的 CCS 剂的试 样进行热失重( T G) 和燃烧曲线( DT A) 测试, 并用管式电炉模凝燃烧, 用色谱测定燃烧烟气 中CO 的排放量变化 . 用库仑滴定法测定尾气 中SO2 总量, 并计算固硫率.

2 燃煤促燃脱硫剂对清洁燃烧的作用 2.

1 降低煤炭的着火温度 煤炭的着火温度是煤炭燃烧性能的重要指 标.采用热重( T G) 法快速准确测定煤炭的着 火温度 [ 8] , 图1为不同浓度的 CCS 剂对太西煤 着火温度的影响 . 图1太西煤着火温度随 CCS 剂浓度的影响 可见, 由于添加的CCS剂的浓度不同, 其 着火温度下降程度也不同, 最大下降幅度在 60℃~80℃左右, 最佳添加浓度在 0. 5%~3% 之间 . 由于煤炭着火温度的下降, 使煤炭易于 着火燃烧和燃烬, 有利煤炭利用率的提高 . 2.