煤中不同形態(tài)硫?qū)Φ龀鲇绊懸?guī)律的試驗研究.pdf

1、在我國各種能源資源中，煤炭資源最為豐富，從能源消費總量及構(gòu)成看，煤炭所占的比例一直處于首位。我國一次能源以煤為主，從而導(dǎo)致了嚴重的煤煙型大氣污染，其中以SO<,2>和NO<,x>為主。對于SO<,2>的析出機理和控制措施，人們已經(jīng)進行了大量的研究工作，并已形成了一系列行之有效的解決方案。而NO<,x>生成過程相對復(fù)雜，對NO<,x>的控制方法主要是改變?nèi)紵龡l件，即低NO<,x>燃燒技術(shù)。但是，煤粉燃燒是一個復(fù)雜的過程，各組分的生成過程既

2、平行又交叉；其中包括含硫組分和含氮組分之間的相互作用。本文結(jié)合上述現(xiàn)狀，選用幾種具有代表性的煤種，在其熱解過程中，對不同形態(tài)硫在氮析出的影響上進行了深入的系統(tǒng)研究。 本文采用NO作為氮析出最終產(chǎn)物的研究對象。含硫組分對氮析出的作用從影響的方式來看，可以分為兩大類：一是直接影響；二是間接影響。具體包含以下四個方面：一是煤中硫在析出和氧化過程中對NO的影響；二是煤中硫燃燒后生成的最終產(chǎn)物對NO的影響；三是煤中硫在熱轉(zhuǎn)化過程中對NO前

3、驅(qū)物造成的影響；四是SO<,2>對NO前驅(qū)物造成的影響。本文將從以上幾個方面進行探討。 首先，本文以煤系硫中的一種存在形態(tài)一單質(zhì)硫為研究對象，選用北皂，萊城，聊城和峰峰幾種具有代表性的實驗煤種，向其中加入不同量的單質(zhì)硫，觀察NO生成量的變化。研究表明，單質(zhì)硫?qū)O生成有一定的影響，主要體現(xiàn)在對NO前驅(qū)物NH<,i>的作用上，使其更多得轉(zhuǎn)化為N<,2>；氮硫相互作用的反應(yīng)主要發(fā)生在瓷舟尾部的局部富燃料區(qū)，在這里由于硫的直接作用及硫

4、加入后對氧化性基團的消耗的影響使部分NO被還原為N<,2>。單質(zhì)硫?qū)O的影響還和煤種有關(guān)，對于揮發(fā)分含量較高的低階煤影響較小，而對于揮發(fā)分含量較低的高階煤影響卻比較明顯。 其次，深入研究了黃鐵礦對NO生成的影響，主要包含以下幾個方面：一是黃鐵礦去除后對NO生成的影響；二是黃鐵礦加入后對NO生成的影響；三是黃鐵礦去除后對黃臺煤和陽泉煤揮發(fā)分氮和焦炭氮析出的影響；四是洗煤對NO生成的影響；五是貧氧工況下黃鐵礦對半焦還原NO能

5、力的影響。研究表明，黃臺煤和陽泉煤經(jīng)過HNO<,3>酸洗脫除黃鐵礦后，NO的析出量明顯降低，從而證明了煤粉中的黃鐵礦對NO的生成具有一定的促進作用，并且這種促進作用對黃臺煤的影響更為明顯，表現(xiàn)為HNO<,3>酸洗后NO的減少率D<,No>(HT)>D<,No>(YQ)；通過向北皂煤和峰峰煤加入FeS后發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)eS對低階煤影響較為明顯；黃臺煤和陽泉煤脫除黃鐵礦后焦炭NO轉(zhuǎn)化率f<,char>均低于對應(yīng)的脫灰煤；兗礦煤和新汶煤洗選脫除部分灰

6、分和黃鐵礦后，NO析出峰均有所滯后；通過對半焦還原NO的實驗發(fā)現(xiàn)：煤系黃鐵礦對黃臺貧煤半焦和陽泉無煙煤半焦還原NO的能力都起到了明顯的阻抑作用，這也是煤粉中的黃鐵礦在一定程度上促進NO生成的主要原因。并且黃鐵礦對黃臺貧煤半焦還原NO的影響更為顯著，由此而驗證了HNO<,3>酸洗后NO減少率D<,No>(HT)>D<,No>(YQ)。 最后，研究了SO<,2>的加入對NO及其前驅(qū)物造成的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：在氧化性氣氛下，NO的析出量隨