石嘴山市燃煤锅炉型煤研究

秦钢磊

(石嘴山市星瀚市政产业(集团)有限公司，宁夏 石嘴山 753000)

石嘴山市燃煤锅炉型煤研究

秦钢磊

(石嘴山市星瀚市政产业(集团)有限公司，宁夏 石嘴山 753000)

石嘴山市是煤炭工业城市，每年产生石灰废渣及其他相关固体废物约1000多万吨，以石嘴山市部分企业产生的石灰废渣、煤矸石、粉煤灰三种固体废渣作为固硫添加剂制备工艺优良的型煤，对其燃烧固硫特性进行试验研究，实验证明，与燃烧普通烟煤相比，添加钙镁复合固硫剂和煤矸石固硫添加剂的型煤样品燃烧后，颗粒物的排放浓度降低约20%，二氧化硫的排放浓度降低约25%。

型煤 ； 固体废物 ； 中期规模试验

石嘴山市是煤炭工业城市，在煤炭开采利用中原煤的洗选比例很小，大量原煤作为燃料直接燃烧，大气污染较为严重。另一方面，层燃锅炉一般燃用宽筛分的原煤、粉煤和末煤比例较大，影响床层的稳定燃烧，漏煤率大，过大的煤层阻力造成浓度较高的烟尘排放。洁净型煤燃烧技术正是从这两点出发，通过在煤中加入不同的助燃催化剂粘接剂，使末煤形成一定的形状和粒度从而使煤改变性质，这种粒度可以满足机械化层燃炉排燃烧对煤粒度的要求。该项目的研究可减少当地石灰、洗煤产业给环境带来的污染。不仅可处理周边企业产生的工业废渣，而且使石灰废渣得到综合治理利用，具有一定的社会效益。

1 石嘴山市的煤炭资源

石嘴山市已经探明的煤炭储量24.13亿吨，全国12个煤种中石嘴山市有11个，其中无烟煤7.06亿吨，烟煤储量17.24亿吨。煤田主要分布在石嘴山矿区，石炭井矿区两大矿区，被誉为“太西乌金”的太西煤保有储量6.4亿吨，是世界煤炭珍品，具有“三低、六高”(低灰、低硫、低磷，高发热量、高比电阻率、高机械强度、高精煤回收率、高块煤率、高化学活性)特点，广泛用于冶金、化工、建材等行业。

2 石嘴山市固体废物调查汇总

对石嘴山市所有企业进行调查，其中煤炭开采洗选企业32家，煤炭炼焦17家，铁合金40家，火力发电8家，石墨及碳素制品制造40家，非金属矿物制品56家，总共193家，经过实际调查，确定的存在石灰废渣及其他相关固体废物的企业共24家，共产生1000多万吨废渣，这些废渣主要用于建筑砖材。

3 型煤样品的制备和筛选

3.1 样品的制备

取企业在用的燃煤(表1)自然干燥后，将其破碎到小于3mm的颗粒，石灰废渣/煤矸石/粉煤灰(表2)烘干后粉碎到0.9mm以下，将固体废渣按照一定比例混合均匀，将粘结剂、添加剂与煤料混合，再次搅拌后，在自制手工成型器中成型，成型压力为1.0MPa，型煤直径为40mm厚约35mm。不同固硫剂和固硫添加剂的型煤用编号为XM1-XM6表示(表3)，镁钙复合固硫剂MgO和CaO 的质量比为1:1。

表1 石嘴山市众力达电厂烟煤的工业分析

表2 煤矸石及粉煤灰的化学组成

表3 型煤样品代号及组成

3.2 固硫率的测算

(1)将所制型煤放入高温管式炉内，通入流量为1.2 L/min的空气，在15 ℃/min的升温速率下将炉温由室温升至1000 ℃，在1000 ℃停留30min后停止加热，自然降温至室温后，收集灰渣，称重。

(2)煤及灰渣的硫含量采用鹤壁科力测控技术有限公司生产的微机快速定硫仪TDYL-2000进行测定。将待测样品研磨到0.2 mm以下，称取50 mg放入定硫仪中。仪器炉温设置为1200 ℃，样品燃烧所释放出的SO2由连续监测仪自动测量，记录硫析出总量。

(3)固硫率按如下公式计算

固硫率/%=S'/S0×100%

式中：S'——灰渣中的硫含量，mg; S0——煤中全硫量，mg。

3.3 筛选结果

如下表所示，添加钙、镁复合固硫剂和煤矸石固硫添加剂的型煤固硫率最高为44.1%，根据表3中配制比例，在宁夏金海奇峰废渣处理有限公司生产添加镁钙复合固硫剂和煤矸石固硫添加剂的型煤样品(XM4)，用于中型规模测试实验。

表4 型煤固硫剂利用率

4 中型规模测试实验

4.1 实验材料和方法

型煤样品(XM4) 500kg、普通燃煤500kg，3012H自动烟尘测试仪、Testo t350xl烟气分析仪。

在石嘴山市选择有代表性的燃煤企业进行型煤样品(XM4)和普通燃煤燃烧后污染物排放的对比实验，型煤样品和普通燃煤在燃煤企业同一型号的两个不同的燃煤锅炉中充分燃烧，控制通入的空气流量，使型煤样品(XM4)和普通燃煤在同一条件下燃烧，待燃烧稳定后，测定燃烧后排出的污染物浓度，通过产生的二氧化硫、氮氧化物和颗粒物排放浓度的差异，确定型煤在节约能源和改善环境方面的重要作用。

4.2 实验步骤

(1)将型煤样品(XM4)与普通燃煤各500kg放在石嘴山市天地泰工贸有限公司待用。

(2)在石嘴山市天地泰工贸有限公司选择运行比较稳定的7#、8#燃煤锅炉作为实验用锅炉，通过控制空气量等方法将两个锅炉的燃烧条件控制在同一条件下。

(3)7#、8#锅炉炉燃烧稳定后，分别加入型煤样品和普通燃煤进行燃烧，7#烧锅炉加入型煤样品，8#锅炉加入普通燃煤，经过一段时间的充分燃烧后，在7#、8#锅炉的排气筒使用3012H自动烟尘测试仪、Testo t350xl烟气分析仪进行颗粒物和烟气浓度的测定。

(4)对锅炉排放的烟尘和烟气进行采样后比较，烟尘每天采样各3个频次，每次15min，烟气每天采样各6个频次，每次5分钟，连续监测3天，采集的滤筒及时送到实验室进行称重，称量结果求算术平均值，根据实验结果对实验材料进行评价。

4.3 实验结果

将型煤样品和普通燃煤燃烧后各污染物排放的浓度见表5，经测算，7#锅炉颗粒物的排放浓度比8#锅炉降低了20.4%，二氧化硫的排放浓度降低了24.7%。

表5 型煤样品和普通燃煤燃烧后各污染物浓度一览表

5 结论

燃烧型煤可提高普通烟煤的利用率(减少漏煤损失，减少煤尘飞扬，有利于燃烧完全)，而且有效降低燃烧时烟粉尘和二氧化硫的排放量，以钙镁为复合固硫剂和煤矸石为固硫添加剂制备的型煤，既可提高型煤的固硫效率，又可以减少当地石灰、洗煤产业给环境带来的污染，在未来型煤利用领域，它将会发挥越来越重要的作用。

[1] 李莹英.复合固硫剂对型煤固硫的影响研究[J].环境工程学报,2011, 5(7):1593-1594.

[2] 谌伦建.型煤固硫机理的研究[J].煤炭学报,2003,28(2):183- 186.

[3] 刘东平.型煤固硫剂[J].同煤科技.2011(4):4-5.

(本文文献格式：秦钢磊.石嘴山市燃煤锅炉型煤研究[J].山东化工，2017，46(14)：129-130，133.)

The Research of Coal Burning Coal Boilers in Shizuishan City

QinGanglei

(Shizuishan Star Han Municipal Industry (group) Co., Ltd., Shizuishan 753000 ,China)

Shizuishan coal industry city, each year to produce lime slag and other related about 1000, ten thousand tons of solid waste, some companies in shizuishan limestone slag, coal gangue, fly ash produced three kinds of solid waste residue as solid sulfur additive type preparation technology of fine coal, the experimental study on the solid sulfur characteristics, experimental results show that compared with common bituminous coal combustion, adding calcium and magnesium compound sulphur fixing agent and gangue solid sulfur additive type coal sample after burning, decrease the concentration of particulate emissions by 20%, decrease the concentration of sulfur dioxide emissions by 25%.

coal briquette;solid waste;Medium scale test

2017-05-11

秦钢磊(1987—)，陕西富平人，学士学位，助理工程师。

X701.3

A

1008-021X(2017)14-0129-02