第5卷第1期華北科技學(xué)院學(xué)報008年1月水煤漿燃燒脫硫劑優(yōu)選的探討°唐海香1③,張榮曾',徐志強(1.中國礦業(yè)大學(xué)(北京校區(qū))化學(xué)與環(huán)境學(xué)院,北京100083;2.華北科技學(xué)院環(huán)境工程系,北京東燕郊101601)摘要;選用碳酸鈣、氫氧化鈣和氧化鈣三種脫硫劑進(jìn)行水煤漿燃燒脫琥實驗,同時,測定和研究了水煤漿中分別加入易解離(氫氧化鈣)和不易解離(碳酸鈣)兩類脫硫劑對水煤漿流變性的影響。實驗表明,易解離的氫氧化鈣雖然脫硫率相對較高,但加入水煤漿后,漿體呈現(xiàn)出不流動的狀態(tài),不適合用作水煤漿燃燒脫硫劑;而水煤漿加入不溶于水的碳酸鈣后,其抗溫升、抗剪切能力強,水煤漿仍具有較好的流動特性。關(guān)鍵詞:水煤漿;脫硫劑;流變性中圖分類號:X382.1文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1672-769(2008)01-0031-03水煤漿是一種新型低污染代油燃料,它含有1所示,由庫倫積分儀、溫度控制儀、氣體處理裝約70%的煤30%左右的水和少量添加劑。水煤置、管式電爐、電解池和攪拌器組成。漿作為一種煤基燃料,由于其具有良好的流動性,氣體處理裝置能像液體燃料那樣易于儲存、管道輸送和霧化燃燒,同時,可明顯減少NO,和SO2的排放,因此具庫侖積分儀有廣闊的發(fā)展前景但是,隨著國家環(huán)境保護(hù)要求的日益提高,常規(guī)水煤漿燃燒造成的污染排放也可能超標(biāo),尤其凸一SO2的排放,所以,僅僅依靠水煤漿制漿用煤的燃管式電妒溫度控制儀燒前脫硫還不夠,在水煤漿的使用過程中還需要進(jìn)一步脫硫。圖1脫硫試驗裝置脫硫型水煤漿中含有一定量的脫硫劑。它具12試驗結(jié)果有脫硫成本低,運行簡單,脫硫效果好等特點2選取Ca(OH)2、CaCO3、CaO三種脫硫劑,用同時,經(jīng)濟(jì)高效的脫硫型水煤漿還為高硫煤的利用山東良莊礦煤進(jìn)行脫硫試驗,CaS比分別為1.0、提供了一條新的途徑,對富含有機(jī)硫和黃鐵礦嵌布1.5、2.0、2.5,燃燒溫度分別800℃、900℃、粒度細(xì)的高硫煤的利用尤為重要。因此進(jìn)一步深1000℃、100℃、1200℃,試驗數(shù)據(jù)如圖2~圖5人研究水煤漿燃燒脫硫技術(shù),特別是研發(fā)高效、適所示。用于水煤漿的脫硫劑具有重要的現(xiàn)實意義。氧化鈣-△一碳酸鈣粉煤和水煤漿雖然都是煤基燃料,但粉煤屬固體燃料,而水煤漿屬液態(tài)燃料,兩種不同類型的sa氫氧化鈣燃料對脫硫劑的質(zhì)量要求也不同。對粉煤固硫來說,選擇脫硫劑的依據(jù)是脫硫率高、且制造成本低。而在研究開發(fā)水煤漿燃燒脫硫劑時,不但要考慮其燃燒脫硫效果,還要分析研究脫硫劑對水煤漿流變性和穩(wěn)定性的影響。750850950105011501脫硫劑脫硫試驗及結(jié)果溫度℃1.1試驗方法圖2Ca/S=1時三種脫硫劑的脫硬率燃燒脫硫試驗采用ZCL型自動測硫儀,如圖中國煤化工①收稿日期:2008-01-17②作者簡介:唐海香(1965-),女,江西豐城人,博士,華北科技學(xué)院教授CNMHG31第5卷第1期華北科技學(xué)院學(xué)報2008年1月一氧化鈣一△碳酸鈣空洞堵塞,從而影響了脫硫劑與含硫氣體的反應(yīng),氫氧化鈣大大降低了脫硫劑的利用率。2脫硫劑對水煤漿流變性的影響2.1試驗方法試驗室臺架制得普通水煤漿后,取該水煤漿樣品每個約100ml,按Ca/S為1.5的比例加入脫85095010501150硫劑CaCO3、、Ca(OH)2(本實驗采用分析純,粒度溫度℃3794微米)。將加入脫硫劑的水煤漿密封后首圖3Ca/S=15時三種脫硫劑的脫硫率先在超聲波中振打30分鐘,然后用攪拌機(jī)將每個樣品分別攪拌10分鐘,這樣處理的目的是使脫硫氧化鈣一△碳酸鈣0⑩0一口氫氧化鈣劑充分分散到水煤漿中形成較穩(wěn)定的懸浮液。攪拌均勻后,采用成都儀器廠生產(chǎn)的同軸圓筒上旋式NXS-11A型旋轉(zhuǎn)粘度計測量粘度,讀數(shù)后通過國家水煤漿中心制漿技術(shù)研究所張榮曾教授開發(fā)的相關(guān)軟件,算出剪切速率為100s下的表觀粘度。750850950105011502.2測定結(jié)果及分析2.L.1caCO3對水煤漿流變性的影響圖4Ca/S=2.0時三種脫硫劑的脫硫率加入CaCO3后,水煤漿的抗溫升、抗剪切結(jié)氫氧化鈣果如表1、表2所示?！魈妓徕}表1加入CaCO3后水煤漿的抗溫升試驗結(jié)果一氧化鈣溫度(℃)粘度 mpe& Ty Pa流體類型常溫28.36屈服假塑性流體5.25賓漢流體賓漢流體賓漢流體75085095010501150溫度℃2加入CaCO3后水煤漿的抗剪切試驗結(jié)果圖5Ca/S=25時三種脫硫劑的脫硫率攪拌時間粘度TyPa流體類型由圖2~圖5可見:Ca(OH)2的脫硫率比轉(zhuǎn)速720n/rn3012567.50屈服假塑流體CaCO3和CaO高,燃燒溫度高于900℃時,三種脫補加藥劑Q0%+水301654賓漢流體硫劑的脫硫效果依次為Ca(OH)2>CaCO3>轉(zhuǎn)速1140m/min301197689屈服假塑流體Ca0;溫度超過1000℃后,隨著溫度的升高,脫硫補加藥劑00%+水3010835.12賓漢流體率逐漸降低,且三種脫硫劑脫硫率的差值不斷減小。因為溫度過高,生成的硫酸鈣會開始大量分由表I可知,水煤漿中加人CaCO3后,隨著解另一方面,溫度過高,會出現(xiàn)脫硫劑高溫?zé)Y(jié)溫的升高漿體逐漸變稀即水煤漿的粘度逐漸減和多孔結(jié)構(gòu)堵塞,致使顆粒的比表面積急劇下降。小,但屈服應(yīng)力也逐漸減小。說明有良好的抗溫實際反應(yīng)中由于含硫氣體首先與脫硫劑表面反升性「v凵中國煤1∥其表觀粘應(yīng)形成CaSO4,CaSO4的摩爾體積大于脫硫劑的CNMH摩爾體積使脫硫劑表面被CaS∽O4所覆蓋,造成度降低,但具屈服應(yīng)刀衛(wèi)相厘減小,說明漿體的流第1期唐海香等:水煤漿燃燒脫硫劑優(yōu)選的探討變性較好,但穩(wěn)定性在降低。此,開發(fā)高效的水煤漿脫硫劑是提高水煤漿脫硫2.2.2Ca(OH)2對水煤漿流變性的影響效果的關(guān)鍵之一。普通水煤漿中加入Ca(OH)2后,在常溫下,2)易解離的脫硫劑如氫氧化鈣,雖然其脫硫攪拌均勻后漿體呈現(xiàn)不流動狀態(tài),無法測出其粘率比較高,但加入水媒漿后,常溫下,漿體呈現(xiàn)不度在補加千分之五分散劑和水(保持濃度)后,流動狀態(tài)即此時的水煤漿已經(jīng)不具有流體特性。其粘度為1326mpas,分析原因:Ca(OH)2比Ca因此,該類脫硫劑即使脫硫率很高,但也不適合用Co4有更強的親水性,Ca較活躍,對漿體粘度的作水煤漿脫硫劑影響更明顯。3)不易解離的碳酸鈣,其脫硫效果雖比氫氧由此可以看出:雖然Ca(OH)2的脫硫率比Ca-化鈣略低,但碳酸鈣加入水煤漿后,不會改變流體C3高但從成漿性分析來看由于Ca(OH)2加入的特征,且具有剪切變稀、溫升變稀的特點,有利水煤漿后表觀粘度急劇上升流動性惡化較大因于水煤漿的生產(chǎn)、管道輸送和霧化燃燒流體類型此,Ca(OH)2不適合用作水煤漿燃燒脫硫劑。多為屈服假塑體、賓漢流體等,可以用作水煤漿脫硫劑3結(jié)論4)開發(fā)水煤漿脫硫劑的過程中,除了要考慮通過對燃燒脫硫試驗及流變性試驗結(jié)果進(jìn)行其脫硫效果之外同時,水煤漿脫硫劑的加入不應(yīng)分析和研究得出如下結(jié)論:改變漿體的流體特性,應(yīng)該對水煤漿的流變性和1)脫硫型水煤漿脫硫效果的高低取決于脫穩(wěn)定性沒有影響或者影響很小。硫劑的性能、脫硫劑的用量、燃燒溫度等因素。當(dāng)參考文獻(xiàn):溫度過高時,不但脫硫劑CaO中小孔被燒結(jié),而[I]張蒙曾,煤炭加工在防治燃煤污染中的地位且脫硫生成的硫酸鹽被分解,重新釋放出SO2[D].全國選煤論文集,2005:101-105對于一定的燃燒鍋爐來說燃燒溫度基本一定,增[2]張永照然煤鍋爐脫硫技術(shù)綜迷[J].工業(yè)鍋加脫硫劑的用量對脫硫效果的提高是有限的。因爐,2003,(3):1-11Discussions on Optimum Seeking cwm desulfurizerTANG Haixiang", ZHANG Rongzeng, XU Zhiqiang(1. School of Chemical and Environmental Engineering, China University ofMining Technology( Beijing), Beijing 100083;2. Department of Environmental Engineering, North China Institute Science andTechnology, Yanjiao Beijing-East 101601)Abstract: CaCo,, Ca( OH), and Cao were used on sulfur retention when CWM combustioning. The effects of CaCo, and Ca(OH), on rheological characteristics of CWM were also investigated at the same time. The results of tests on desulfuration andrheological characteristics show that Ca( OH)2 is better than CaCO, in respect of the desulfurated effect, but when Ca( oh)zap-pended to CWM, calcium ion will appear resulting in decreasing in flowability, thus it is not suitable for CWM desulphurizer dur-ing combustion. CaCO, is not dissociative in water. There are few harmful effects on rheological characteristics, even at a largeof temperature and shear rate.Key words CWM; Desulphurizer; rheological characteristics中國煤化工CNMHG