高钠煤燃烧污染物释放特性
锅炉全烧准东煤沾污结渣特性分析
锅炉全烧准东煤沾污结渣特性分析白杨【摘要】In order to elucidate the problem of severe slagging and fouling during burning Zhundong coal,150 t/h boiler in Xinjiang Yihua company was used to carry out the assessment on all-Zhundong coal operation.The fouling configuration and morphology of water wall panel,super-heater,low temperature tube,and bottom ash were traced,and the slags from different positions were analyzed.The results show that the boiler suffers seriously slagging and fouling during entirely burning Zhundong coal.The slagging and fouling are caused by various forms of Na-bearing materials,such as sodium chloride and sodium oxides as well as elemental sodium released from coal and accumulated on the high temperature metal surface,reacting with SO2 、Fe2O3 to produce sulfates.The Fe-bearing minerals will decompose and combine with CaO,Al2O3 etc to produce low temperature eutectics.Such eutectics can decrease the ash melting temperature and accelerate the slagging and fouling propensity of Zhundong coal.Moreover,Ca and water in coal promote the accumulationof duster in the low temperature tube.%针对燃烧新疆准东煤存在结渣、沾污等问题,在新疆宜化150 t/h锅炉全烧准东煤进行实炉测试试验.在全烧准东煤期间,对锅炉炉膛水冷壁、过热器、低温受热面、底渣的结渣形态观测,对以上各部位渣样取样分析.结果显示,锅炉全部燃烧准东煤时存在严重的结渣与沾污问题.结合实验室试验研究及本次实炉测试试验,认为结渣、沾污主要原因是由于煤中钠的氯化物、氧化物、单质气化后形式挥发到烟气中冷凝在高温管壁,与烟气SO2、Fe2O3等化合生成硫酸盐沉积,煤中铁矿石分解后与CaO、Al2O3等形成低温共融化合物,降低灰熔融性温度,增加准东煤灰结渣、沉积倾向,煤中高钙、高水分加速了烟气低温段的积灰.【期刊名称】《洁净煤技术》【年(卷),期】2017(023)003【总页数】6页(P118-123)【关键词】准东煤;结渣;沾污;积灰;氧化钠【作者】白杨【作者单位】神华国神集团公司技术研究院,陕西西安710065【正文语种】中文【中图分类】TQ533新疆准东煤田储藏量近4 000亿t，是我国目前发现的最大整装煤田[1]。
甲类乙类丙类火灾危险性的生产特征说明
甲类乙类丙类火灾危险性的生产特征说明一般来说，生产的火灾危险性分类要看整个生产过程中的每个环节是否有引起火灾的可能性，并按其中最危险的物质评定，主要考虑以下几个方面：生产中使用的全部原材料的性质，生产中操作条件的变化是否会改变物质的性质，生产中产生的全部中间产物的性质，生产的最终产品及副产物的性质，生产过程中的自然通风、气温、湿度等环境条件等。
许多产品可能有若干种生产工艺，过程中使用的原材料各不相同，所以火灾危险性也各不相同。
有关表2-2-1中划分生产的火灾危险性类别的说明如下：（一）甲类火灾危险性的生产特征1、甲类第1项、第2项甲类液体、气体火灾危险性的生产特征参见上文关于甲、乙、丙类液体划分的闪点基准和气体爆炸下限分类的基准的有关内容。
2、甲类第3项其生产特性是生产中的物质在常温下可以逐渐分解，释放出大量的可燃气体并且迅速放热引起燃烧，或者物质与空气接触后能发生猛烈的氧化作用，同时放出大量的热，温度越高其氧化反应速度越快，产生的热量越多，温度升高越快，如此互为因果而引起燃烧或爆炸，如硝化棉、赛璐珞、黄磷等的生产。
3、甲类第4项其生产特性是生产中的物质遇水或空气中的水蒸气发生剧烈的反应，产生氢气或其他可燃气体，同时产生热量引起燃烧或爆炸。
该种物质遇酸或氧化剂也能发生剧烈反应，发生燃烧爆炸的危险性比遇水或水蒸气时更大。
如金属钾、金属钠、氧化钠、氢化钙、碳化钙、磷化钙等的生产。
4、甲类第5项其生产特性是生产中的物质有较强的夺取电子的能力，即强氧化性。
有些过氧化物中含有过氧基(-O-O-)，性质极不稳定，易放出氧原子，有强烈的氧化性，会促使其他物质迅速氧化，并放出大量的热量而发生燃烧、爆炸。
该类物质受酸、碱、热、撞击、摩擦、催化或与易燃品、还原剂等接触后能迅速分解，极易发生燃烧或爆炸。
如氯酸钠、氯酸钾、过氧化氢、过氧化钠等的生产。
5、甲类第6项其生产特性是生产中的物质燃点较低、易燃烧，受热、撞击、摩擦或与氧化剂接触能引起剧烈燃烧或爆炸，燃烧速度快，燃烧产物毒性大。
有关煤炭质量指标释义
《有关煤炭质量指标释义》第一个指标：水分。
煤中水分分为内在水分、外在水分、结晶水和分解水。
煤中水分过大是，不利于加工、运输等，燃烧时会影响热稳定性和热传导，炼焦时会降低焦产率和延长焦化周期。
现在我们常报的水份指标有：1、全水份（Mt），是煤中所有内在水份和外在水份的总和，也常用Mar表示。
通常规定在8%以下。
2、空气干燥基水份（Mad），指煤炭在空气干燥状态下所含的水份。
也可以认为是内在水份，老的国家标准上有称之为“分析基水份”的。
第二个指标：灰分指煤在燃烧的后留下的残渣。
不是煤中矿物质总和，而是这些矿物质在化学和分解后的残余物。
灰分高，说明煤中可燃成份较低。
发热量就低。
同时在精煤炼焦中，灰分高低决定焦炭的灰分。
能常的灰分指标有空气干燥基灰分（Aad）、干燥基灰分（Ad）等。
也有用收到基灰分的（Aar）。
第三指标：挥发份（全称为挥发份产率）V指煤中有机物和部分矿物质加热分解后的产物，不全是煤中固有成分，还有部分是热解产物，所以称挥发份产率。
挥发份大小与煤的变质程度有关，煤炭变质量程度越高，挥发份产率就越低。
在燃烧中，用来确定锅炉的型号；在炼焦中，用来确定配煤的比例；同时更是汽化和液化的重要指标。
常使用的有空气干燥基挥发份（Vad）、干燥基挥发份（Vd）、干燥无灰基挥发份（Vdaf）和收到基挥发份（Var）。
其中Vdaf是煤炭分类的重要指标之一。
第四个指标：固定碳不同于元素分析的碳，是根据水分、灰分和挥发份计算出来的。
FC+A+V+M=100相关公式如下：FCad=100-Mad-Aad-VadFCd=100-Ad-VdFCdaf=100-Vdaf第五个指标：全硫St是煤中的有害元素，包括有机硫、无机硫。
1%以下才可用于燃料。
部分地区要求在0.6和0.8以下，现在常说的环保煤、绿色能源均指硫份较低的煤。
常用指标有：空气干燥基全硫（St,ad）、干燥基全硫（St.d）及收到基全硫（St,a r）。
燃料热值也叫燃料发热量，是指单位质量（指固体或液体）或单位体积（指气体）的燃料完全燃烧，燃烧产物冷却到燃烧前的温度（一般为环境温度）时所释放出来的热量。
燃烧类型和特点
第一章燃烧类型及其特点燃烧可从着火方式、持续燃烧形式、燃烧物形态、燃烧现象等不同角度做不同的分类。
掌握燃烧类型的有关常识，对于了解物质燃烧机理、火灾危险性的评定，有着重要的意义。
一、燃烧发生瞬间的特点分类按照燃烧形成的条件和发生瞬间的特点，燃烧可分为着火和爆炸。
(一)着火可燃物在与空气共存的条件下，当达到某一温度时，与引火源接触即能引起燃烧，并在引火源离开后仍能持续燃烧，这种持续燃烧的现象叫着火。
着火就是燃烧的开始，并且以出现火焰为特征。
着火是日常生活中常见的燃烧现象。
可燃物的着火方式一般分为下列几类:1.点燃(或称强迫着火)点燃是指从外部能源，诸如电热线圈、电火花、炽热质点、点火火焰等得到能量，使混气的局部范围受到强烈的加热而着火。
这时就会在靠近引火源处引发火焰，然后依靠燃烧波传播到整个可燃混合物中，这种着火方式也习惯上称为引燃。
2. 自燃可燃物质在没有外部火花、火焰等引火源的作用下，因受热成自身发热并蓄热所产生的自然燃烧，称为自燃。
即物质在无外界引火掠条件下，由于其本身内部所发生的生物、物理或化学变化而产生热量并积蓄，使温度不断上升，自然燃烧起来的现象。
自燃点是指可燃物发生自燃的最低温度。
( 1 )化学自燃。
例如火柴受摩擦而着火等；炸药受撞击而爆炸；金属钠在空气中自燃；煤因堆积过高而自燃等。
这类着火现象通常不需要外界加热，而是在常温下依据自身的化学反应发生的，因此习惯上称为化学自燃。
(2) 热自燃。
如果将可燃物和氧化剂的混合物预先均匀地加热，随着温度的升高，当混合物加热到某一温度时便会自动着火(这时着火发生在混合物的整个容积中)，这种着火方式习惯上称为热自燃。
(二)爆炸爆炸是指物质由一种状态迅速地转变成另一种状态，并在瞬间以机械功的形式释放出巨大的能量，或是气体、蒸气在瞬间发生剧烈膨胀等现象。
爆炸最重要的一个特征是爆炸点周围发生剧烈的压力突变，这种压力突变就是爆炸产生破坏作用的原因。
作为燃烧类型之一的爆炸主要是指化学爆炸，关于爆炸的具体分类及其特点见本篇第三章第一节。
煤炭清洁高效利用和新型节能技术-国家科技管理信息系统公共服务平台
附件1“煤炭清洁高效利用和新型节能技术”重点专项2018年度项目申报指南建议为落实《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006－2020年）》,以及国务院《能源发展战略行动计划（2014—2020年）》、《中国制造2025》和《关于加快推进生态文明建设的意见》等提出的任务,国家重点研发计划启动实施“煤炭清洁高效利用和新型节能技术”重点专项。
根据本重点专项实施方案的部署，现提出2018年度项目申报指南建议。
本重点专项总体目标是：以控制煤炭消费总量，实施煤炭消费减量替代，降低煤炭消费比重,全面实施节能战略为目标,进一步解决和突破制约我国煤炭清洁高效利用和新型节能技术发展的瓶颈问题，全面提升煤炭清洁高效利用和新型节能领域的工艺、系统、装备、材料、平台的自主研发能力，取得基础理论研究的重大原创性成果，突破重大关键共性技术,并实现工业应用示范.本重点专项按照煤炭高效发电、煤炭清洁转化、燃煤污染控制、二氧化碳捕集利用与封存（CCUS）、工业余能回收利用、工业流程及装备节能、数据中心及公共机构节能等7个创新链（技术方向）,共部署23个重点研究任务。
专项实施周期为5年（2016－2020年）。
1. 煤炭高效燃烧1.1新型高碱煤液态排渣锅炉关键技术（共性关键技术类)研究内容:研究液态排渣炉内钠、钾等碱金属的释放、捕捉特性与作用机制；研究开发适合全烧高碱煤的液态排渣燃烧关键技术;研究液态排渣低NOx燃烧技术；研发全烧高碱煤液态排渣锅炉关键设计、制造工艺及技术；开展高碱煤液态排渣锅炉关键技术示范与优化运行。
考核指标：实现纯燃高碱煤（碱金属含量≥4％）液态排渣关键技术在200～300MW等级机组的工业示范，连续运行≥168小时，锅炉出口NOx排放浓度≤400mg/m3，炉内钠、钾的捕捉率≥50％。
1。
2超低NOx煤粉燃烧技术（共性关键技术类）研究内容：开发超低NOx煤粉燃烧技术，包括：煤粉燃烧全过程的燃烧组织与抑制NOx生成技术、超低NOx燃烧燃尽技术、超低NOx燃烧优化控制集成技术，进行相关试验。
锅炉及锅炉房设备知识点
名词解释：燃烧元素：C、H、O、N、S、灰分、水分煤的燃烧特性：煤的发热量，挥发分，焦结性和灰熔点煤燃烧的三个阶段：着火前的热力准备阶段、挥发物与焦炭的燃烧阶段、灰渣形成阶段电站锅炉：把用于动力、发电方面的锅炉工业锅炉：把用于工业、采暖和生活方面的锅炉，又叫供热锅炉受热面蒸发率：1㎡受热面每小时所产生的蒸汽量受热面发热率：1㎡热水锅炉受热面每小时所产生的的热功率/锅炉的热效率：指锅炉每小时有效利用于生产热水或蒸汽的热量占输入锅炉全部热量的百分数锅炉的金属耗率：相应于锅炉每吨蒸发量所耗用的金属材料的重量锅炉的耗电率：产生1t蒸汽耗用电的度数高位发热量：是指1kg燃料完全燃烧后所产生的的热量，它包括燃料燃烧时所产生的的水蒸气的汽化潜热，也即烟气中的水蒸气全部凝结为水低位发热量：在高位发热量中扣除全部水蒸气的汽化潜热后的发热量，称为低位发热量挥发分：失去水分的干燥煤样置于隔绝空气的环境中加热至一定温度时，煤中有机质分解而析出的气态物质称为挥发物，其百分数含量即为挥发分。
灰熔点：灰分的熔融性，习惯上称作煤的灰熔点/烟气和空气的焓：烟气和空气的焓分别表示1kg固体、液体燃料或标准状态下1m³气体燃料生成的烟气和所需的理论空气量，在等压下从0℃加热到θ℃所需的热量排烟热损失：由于技术经济条件的限制，烟气离开锅炉排入大气时，烟气温度比进入锅炉的空气温度要高很多，排烟所带走的热量损失。
锅炉的散热损失：在锅炉的运行中，锅炉炉墙、金属构架及锅炉范围的汽水管道、集箱和烟风道等的表面温度均较周围环境的空气温度为高，这样不可避免地将部分热量散失于大气，形成了锅炉的散热损失。
实际燃料消耗量：锅炉在运行中单位时间内的实际耗用的燃烧量计算燃料消耗量：是扣除固体不完全燃焼热损失后的锅炉燃烧消耗量，即炉内实际参与燃烧反应的燃料消耗量强制流动热水锅炉：强制流动热水锅炉是靠循环水泵提供动力使水在锅炉各受热面中流动换热的。
自然循环热水锅炉：自然人循环热水锅炉，其锅内水的循环流动是主要靠下降管和上升管中的水温不同引起密度差异而造成的水柱重力差来驱动的\循环停滞：如果个别上升管的受热情况非常不良，则会因受热微弱产生的有效运动压头不足以克服公共下降管的阻力，以致可能该上升管的循环流速趋近于零，这种现象称为循环停滞。
煤粉在制备、运输及燃用过程的安全性问题
煤粉安全问题-2013-01-05 11:51煤粉在磨煤干燥过程、在煤仓储存，在罐车运输及入炉燃烧时，存在自燃与爆炸的可能性。
原因是煤粉比表面积比原煤大大增加，与空气中氧的接触面积及吸附氧的数量也相应大大增加，在外界高温及摩擦、剧烈震动作用下，氧分子与碳发生氧化反应生热，并促使煤粉热分解产生可燃气体，这些可燃气体与空气混合后便着火燃烧。
局部燃烧释放的热量以分子热传导、辐射、对流等复合传热方式传给附近悬浮着的煤粉，又使其受热分解，产生可燃气体而着火燃烧。
如此循环，反应速度迅速加快。
火焰速度激增到一定程度时，轻则自燃，重则发生爆炸。
特别应指出的是煤粉状态处于“浓相”，当煤粉浓度在30mg/m3，即有可能爆炸；当达到1500mg/m3以上时，可发生强爆炸。
大同就已发生过制粉中心煤粉自燃事故及煤仓自燃事故。
当夏天煤粉罐车远距离运输时，这种安全问题的发生是应当提防的。
煤粉锅炉的安全运行，更是应严格操作规范，加以防范。
现有工业煤粉锅炉系统并未完整地采用煤科总院的技术，几乎所有的已运行锅炉均未建惰性气体保护系统。
另外，把最核心的要素—燃料质量控制社会化，不仅影响到锅炉的正常运行，同时，还带来了难以控制的安全隐患。
煤粉危险性分析-煤矿安全网煤粉为可燃物质，乙类火灾危险品，粉尘具燃爆性，着火点在300℃～500℃之间，爆炸下限浓度34 g/m3～47g/m3(粉尘平均粒径:5μm～10μm)。
高温表面堆积粉尘（5mm厚）的引燃温度：225℃～285℃，云状粉尘的引燃温度580℃～610℃。
煤粉在运输过程中，经外界的干扰如设备运转的震动、碰撞或风作用悬浮到空气形成粉尘，如场所内作业人员防护用品佩带不全，很容易引起尘肺病等职业病危害。
当煤粉在空气中达到一定浓度，在外界高温、碰撞、摩擦、振动、明火、电火花的作用下会引起爆炸，爆炸后产生的气浪会使沉积的粉尘飞扬，造成二次爆炸事故。
煤尘爆炸与其在空气中的含量及含氧浓度有关，烟煤在110-2000mg/m3。
煤中氯在燃烧和热解中释放特性及脱除方法研究进展
9;%%@#／@CD时，氯的析出率增加不明显。煤燃烧 过程中存在氧化性与还原性的交变气氛，在氧化
性气氛条件下（E$ 流量：$%%!+%%@#／@CD），随氧 气流量的增加，煤中氯的转化率增加不多，E$ 的 流量 对 氯 化 氢 生 成 影 响 很 小；当 E$ 流 量 低 于 $%%@#／@CD时，炉内呈还原性气氛，随 E$ 流量降 低煤中氯转化率明显下降，对氯化氢生成有一定 影响［9;］。E$ 作为气氛时，氯的析出率比 F$、!$E 和空气高，当 E$ 充分时，热解;@CD后，氯析出率 基本达到最大值。水蒸气的参与可以提高氯的析 出率，水蒸气比率大时氯的析出率高［9(］。
分析国内外!,/组煤中氯数据得到了相同的 结论［!R］：煤中氯含量与灰分存在反比关系，灰分 在C2C#范围内，煤中氯的变化较大，当灰分大于 2C#以后，煤中氯的含量都落在CIR#以内，而当 灰分继续增 大 到 ,"# 以 后，煤 中 氯 的 含 量 很 低， 接近于零。有的煤样中氯含量与碱金属氯化物的 摩尔比 值 较 小（U7／$4、$7／$4、L:／$4），说 明 碱 金 属含量远小于煤中氯含量，必定在煤样中存在着 有机形态的氯。
第!"卷第!期
山 东 科 技 大 学 学 报（ 自 然 科 学 版 ）
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电厂燃用准东煤结焦原因分析与解决措施
第36卷,总第207期2018年1月,第1期《节能技术》ENERGY CONSERVATION TECHNOLOGY Vol.36,Sum.No.207Jan.2018,No.1电厂燃用准东煤结焦原因分析与解决措施王 林1,刘 辉1,王 辉2,党小建1,刘 超1,张亚夫1,高景辉1,王红雨1(1.西安热工研究院有限公司电站调试技术部,陕西 西安 710054;2.哈尔滨工业大学燃烧工程研究所,黑龙江 哈尔滨 150001)摘 要:为解决电厂燃用准东煤后各级受热面出现的大面积沾污结焦问题,对五彩湾电厂煤样、灰样及焦块样品进行了化学成分与内部结构分析。
与神府煤及大同煤对比后发现,准东煤中Na 、K 等碱金属元素含量较高;焦块内部为多层结构,最底层的碱金属细颗粒强化了煤种的积灰结渣倾向;计算了各煤样的污染指数与结渣指数,佐证了准东煤高含量的Na 2O 与其强结焦性密切相关。
根据分析计算结果,提出控制炉膛温度、调整炉内流场分布、合理选择煤粉细度、提高一次风速、加强炉膛吹灰及掺烧低碱金属含量煤等措施。
经调试调整后,锅炉运行平稳,结焦问题得到较好控制,相关经验可为同类机组提供参考。
关键词:准东煤;碱金属;结焦;沾污;运行优化中图分类号:TM621 文献标识码:A 文章编号:1002-6339(2018)01-0044-06收稿日期 2016-08-19 修订稿日期 2016-10-31作者简介:王林(1989~),男,硕士研究生,工程师,主要从事大型火电机组启动调试与运行优化。
Cause Analysis and Solving Measures of Coke Formationby Burning Zhundong Coal in Power PlantWANG Lin 1,LIU Hui 1,WANG Hui 2,DANG Xiao -jian 1,LIU Chao 1,ZHANG Ya -fu 1,GAO Jing -hui 1,WANG Hong -yu 1(1.Power Plant Commissioning Technology Department,Xi’an Thermal Power Research Institute Co.,Ltd.,Xi’an 710054,China;bustion Engineering Research Institute,Harbin Instituteof Technology,Harbin 150001,China)Abstract :In order to solve the problem of large area contamination and coking on boiler heating surface by burning Zhundong coal in power plant,samples’chemical composition and internal structure analysis of Wucaiwan coal,coal ash and coke block were carried pared with Shenfu coal and Datong coal,the content of Na,K and other metallic elements in Zhundong coal was very high.Coke block wasa multilayer structure,and the fine particles at the very bottom riched in alkali metal strengthen the slag⁃ging tendency of coal ash.The calculation of pollution index and slagging index were carried out,which supported the correlation between high content of Na 2O in Zhundong coal and strong coking intendency.According to the results of the analysis and calculation,measures including control the furnace tempera⁃ture,adjusting the furnace flow field distribution,a reasonable choice of pulverized coal fineness and a wind speed,strengthen the furnace soot blowing and blending low alkali metal content in coal were pro⁃·44·posed and put into practice.After the implementation of measures,the operation of boiler is stable,and coking was well controlled.Relevant experience can provide reference for similar units.Key words:Zhundong coal;alkali metal;coal coking;contamination;operation optimization0 引言新疆准噶尔盆地东部分布着我国目前规模最大的整装煤田———准东煤田[1],该煤田预测资源储量高达3900亿t[2],按我国当前年采煤量估算,准东煤田可满足我国未来100年的煤炭需求[3]。
硫化钠燃烧反应
硫化钠燃烧反应全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：硫化钠是一种常用的化工原料，其主要用途是用于金属材料的脱硫和制备其他硫酸盐化合物。
硫化钠的一种重要性质就是其可以被氧气氧化而产生能量，进而燃烧释放出来。
在这篇文章中，我们将介绍硫化钠燃烧反应的过程、特性和应用。
硫化钠的化学式是Na2S，其分子中含有两个钠离子和一个硫离子。
当硫化钠受热时，会与氧气发生剧烈的反应，产生氧化物并释放大量的热能。
硫化钠的燃烧反应是一个放热反应，也就是说其生成物热量比反应物多。
这种反应的方程式可以表示为：2Na2S + 3O2 → 2Na2SO4在这个反应中，两个硫化钠分子与三个氧气分子反应生成两个硫酸钠分子。
这个反应是一个高温高能量的过程，可以用来提供热能或驱动其他化学反应。
硫化钠燃烧反应有着许多实际应用。
其中最主要的应用就是用于煤气脱硫反应。
煤炭中含有大量的硫化合物，通过燃烧硫化钠可以将这些硫化合物转化为硫酸钠，从而减少排放到大气中的二氧化硫的数量，降低大气污染。
硫化钠燃烧反应也可以用于一些工业生产过程中的热能供给，如制冷剂生产等。
除了应用，硫化钠燃烧反应也是一种重要的研究对象。
科学家们通过研究硫化钠燃烧反应的动力学和热力学性质，来深入了解反应过程中的各种物理和化学现象。
这不仅有助于我们更好地利用硫化钠的能量，还有助于我们对其他能量转化的研究和发展。
第二篇示例：硫化钠是一种常见的无机化合物，是由硫和钠元素组成的。
在化学反应中，硫化钠常常被用作还原剂或是试剂。
而硫化钠燃烧反应则是硫化钠与氧气发生化学反应的过程，产生硫酸钠和二氧化硫的产物。
硫化钠（Na2S）是一种白色晶体，易溶于水，能够与氧气发生剧烈的反应。
当硫化钠与氧气混合在一起时，会发生燃烧反应，生成硫酸钠（Na2SO4）和二氧化硫（SO2），释放出大量的热能和光能。
硫化钠燃烧反应的化学方程式为：2Na2S + 3O2 → 2Na2SO4 + 2SO2在这个方程式中，硫化钠（Na2S）和氧气（O2）是反应物，硫酸钠（Na2SO4）和二氧化硫（SO2）是生成物。
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高钠煤燃烧污染物释放特性
新疆准东煤炭资源储量丰富,可以满足我国长时间的能源需求。
但准东煤普遍钠含量较高,在燃煤发电过程中容易导致锅炉换热面沾污。
高钠煤沾污的原因是其燃烧过程中产生的钠化合物熔点均较低(硅铝酸钠除外),在锅炉正常燃烧温度下会发生气化,气化的含钠化合物降温凝结是引发沾污的主要原因。
通过加入Si、Al元素含量较高的物质混烧,如高岭土、活性矾土、硅藻土等,可以促使钠元素与这些添加剂物质结合,产生高熔点的硅铝酸钠,减少钠化合物的气化,从而减缓锅炉换热面的沾污。
考虑高钠煤灰本身Si、Al元素含量也较高,因此,将高钠煤灰作为添加剂,与高钠煤混烧来观察是否混烧可以使更多的钠元素跑到灰中。
分别将不同比例的高钠煤灰和高钠煤混烧、将进行过机械研磨的高钠煤灰和高钠煤混烧,结果表明添加灰(无论是否磨过)相比高钠煤单独燃烧,更多地钠元素进入灰中,而且随着添加比例的增加,进入灰中的钠元素比重也会增加。
在同一添加比例下,添加磨过的灰燃烧会比添加没磨过的灰燃烧使更多的钠元素进入灰中。
说明添加灰燃烧可以抑制钠元素的气化,添加比例越高,抑制作用越强。
在同一添加比例下,添加磨过的灰比添加没磨过的灰抑制钠元素气化作用更强。
间接证明加灰燃烧可以减缓对换热面的沾污,添加比例越高,减缓对换热面的沾污效果越好。
在同一添加比例下,添加磨过的灰比添加没磨过的灰有更好的减缓换热面沾污的效果。
由于高钠煤灰现场大量存在,用高钠煤灰作为添加剂,可以省去外购添加剂的成本以及运输成本,对高钠煤的利用非常有意义。
另外,煤炭燃烧过程中会产生粉尘、S02、NOx以及Hg、As、Pb、Cd、Cr等重金属污染物。
目前,针对准东煤燃烧重金属排放特征鲜有研究,本研究选择典型准东五彩湾煤和京玉烟煤,测试其在滴管炉中燃烧后重金属Hg、As、Pb、Cr排放情况。
测试结果表明五彩湾煤本身四种重金属含量都比京玉煤低,尤其是砷与铅,和京玉煤相比非常低。
五彩湾煤与京玉煤飞灰、底灰中四种重金属浓度相差不大。
五彩湾煤烟气中汞、砷、铅浓度都比京玉煤低,五彩湾煤烟气中不易脱除的零价汞浓度相对于京玉煤更低,五彩湾煤烟气中砷、铅浓度非常低,以至于检测设备检测不到数值,而五彩湾煤烟气中铬浓度相对于京玉煤略高。
由此可知,五彩湾煤可以向大气排放更少的汞、砷、铅,对于铬排放两种煤没有明显差异。