第5卷第1期華北科技學(xué)院學(xué)報(bào)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(qiáng)(1,中國(guó)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(shí)驗(yàn),同時(shí),測(cè)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(lèi)脫硫劑對(duì)水煤漿流變性的影響。實(shí)驗(yàn)表明,易解離的氫氧化鈣雖然脫硫率相對(duì)較高,但加入水煤漿后,漿體呈現(xiàn)出不流動(dòng)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(qiáng),水煤漿仍具有較好的流動(dòng)特性。關(guān)鍵詞:水煤漿;脫硫劑;流變性中圖分類(lèi)號(hào):X382.1文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1672-7169(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(kù)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(dòng)性氣體處理裝置能像液體燃料那樣易于儲(chǔ)存、管道輸送和霧化燃燒,同時(shí),可明顯減少NO,和SO2的排放,因此具庫(kù)侖積分儀有廣闊的發(fā)展前景。電解但是,隨著國(guó)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SO2的排放,所以,僅僅依靠水煤漿制漿用煤的燃管式電爐攪拌器溫度控制儀燒前脫硫還不夠,在水煤漿的使用過(guò)程中還需要進(jìn)一步脫硫。圖1脫硫試驗(yàn)裝置脫硫型水煤漿中含有一定量的脫硫劑。它具12試驗(yàn)結(jié)果有脫硫成本低,運(yùn)行簡(jiǎn)單,脫硫效果好等特點(diǎn)2。選取Ca(OH)2、CaCO3、CaO三種脫硫劑,用同時(shí)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(yàn),CaS比分別為10提供了一條新的途徑,對(duì)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℃C、1200℃,試驗(yàn)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(shí)意義。氧化鈣△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(lèi)型的口氫氧化鈣燃料對(duì)脫硫劑的質(zhì)量要求也不同。對(duì)粉煤固硫來(lái)說(shuō),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(kāi)發(fā)水煤漿燃燒脫硫劑時(shí),不但要考慮其燃燒脫硫效果,還要分析研究脫硫劑對(duì)水煤漿流變性和穩(wěn)定性的影響。850950105011501脫硫劑脫硫試驗(yàn)及結(jié)果1.1試驗(yàn)方法圖2Ca/S=1時(shí)三種脫硫劑的脫硫率燃燒脫硫試驗(yàn)釆用ZCL型自動(dòng)測(cè)硫儀,如圖①收稿日期:2008-01-17②作者簡(jiǎn)介:唐海香(1965-),女江西豐城人,博士,華北科技學(xué)院教授31第5卷第1華北科技學(xué)院學(xué)報(bào)08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(duì)水煤漿流變性的影響21試驗(yàn)方法試驗(yàn)室臺(tái)架制得普通水煤漿后,取該水煤漿樣品每個(gè)約100ml,按Ca/S為1.5的比例加入脫501050150硫劑CaCO3、、Ca(OH)2(本實(shí)驗(yàn)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=1.5時(shí)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(gè)樣品分別攪拌10分鐘,這樣處理的目的是使脫硫氧化鈣△碳酸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(jì)測(cè)量粘度,讀數(shù)后通過(guò)國(guó)家水煤漿中心制漿技術(shù)研究所張榮曾教授開(kāi)發(fā)的相關(guān)軟件,算出剪切速率為下的表觀粘度75082.2測(cè)定結(jié)果及分析溫度℃2.1.1CaCO3對(duì)水煤漿流變性的影響圖4Ca/S=2.0時(shí)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)一氫氧化鈣果如表1、表2所示?！ぬ妓徕}表1加入CaCO3后水煤漿的抗溫升試驗(yàn)結(jié)果溫度(℃)粘度流體類(lèi)型常溫283.40賓漢流體95010501150溫度℃表2加入CaCO3后水煤漿的抗剪切試驗(yàn)結(jié)果5Ca/S=2.5時(shí)三種脫硫劑的脫硫率件魏拌時(shí)間粘度ryPa流體類(lèi)型由圖2~圖5可見(jiàn):Ca(OH)2的脫硫率比轉(zhuǎn)速720m/rn3012567.50屈服假塑流體caCO3和CaO高,燃燒溫度高于900℃時(shí),三種脫補(bǔ)加藥劑%+水3015.34賓漢流體硫劑的脫硫效果依次為Ca(OH)2>CaCO3>轉(zhuǎn)速11403011976.89屈服假塑流體CaO;溫度超過(guò)1000℃后,隨著溫度的升高,脫硫補(bǔ)加藥劑00%+水10835.12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?yàn)闇囟冗^(guò)高,生成的硫酸鈣會(huì)開(kāi)始大量分由表1可知,水煤漿中加入CaCO3后,隨著解,另一方面,溫度過(guò)高,會(huì)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(shuō)明有良好的抗溫實(shí)際反應(yīng)中,由于含硫氣體首先與脫硫劑表面反升性能但同時(shí)穩(wěn)定性變差。應(yīng)形成CaSO4,CaSO4的摩爾體積大于脫硫劑的由表2可知隨著剪切強(qiáng)度的加大,其表觀粘摩爾體積使脫硫劑表面被CaSO4所覆蓋,造成度降低,但其屈服應(yīng)力也相應(yīng)減小,說(shuō)明漿體的流32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(kāi)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(duì)水煤漿流變性的影響效果的關(guān)鍵之普通水煤漿中加入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(dòng)狀態(tài)無(wú)法測(cè)出其粘率比較高,但加入水煤漿后常溫下漿體呈現(xiàn)不度在補(bǔ)加千分之五分散劑和水(保持濃度)后,流動(dòng)狀態(tài)即此時(shí)的水煤漿已經(jīng)不具有流體特性。其粘度為1326ma.s,分析原因:Ca(OH)2比Ca因此,該類(lèi)脫硫劑即使脫硫率很高但也不適合用CO3有更強(qiáng)的親水性,Ca2較活躍對(duì)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C化鈣略低,但碳酸鈣加入水媒漿后,不會(huì)改變流體C高但從成漿性分析來(lái)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(diǎn),有利水煤漿后表觀粘度急劇上升流動(dòng)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(lèi)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3結(jié)論硫劑。4)開(kāi)發(fā)水煤漿脫硫劑的過(guò)程中,除了要考慮通過(guò)對(duì)燃燒脫硫試驗(yàn)及流變性試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行其脫硫效果之外,同時(shí),水煤漿脫硫劑的加人不應(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(duì)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(méi)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(guò)高時(shí),不但脫硫劑CaO中小孔被燒結(jié),而[l1]張榮曾,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(guó)選煤論文集,2005:101-105對(duì)于一定的燃燒鍋爐來(lái)說(shuō),燃燒溫度基本一定,增[2]張永照然煤鍋爐脫硫技術(shù)綜述[玎].工業(yè)鍋加脫硫劑的用量對(duì)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 Zhigang(1. School of Chemical and Environmental Engineering, China University ofMining Technology( Beijing), Beijing 1000832. 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)2 on rheological characteristics of CWM were also investigated at the same time. The results of tests on desulfuration andrheological characteristics show that Ca( OH), 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 during combustion. CaCO, is not dissociative in water. There are few harmful effects on rheological characteristics, even at a largerange of temperature and shear rate.Key words: CWM: Desulphurizer rheological characteristics