我国的能源不足,要停止高硫煤生产是有困难的,比较现实的 办法是采取控制生产和使用的对策 (1)将含硫铁矿高的矸石块在装车前挑拣出来; (2)同一矿井中不同煤层开采的高硫煤和低硫煤分釆分 运。重庆南桐矿务局即坚持-·直釆用此法将装底层髙硫煤的 小车插上小旗与低硫煤分流、贮运,保证了重钢用的炼焦煤含 硫在<15%以下。其它矿因没有要求,都混在一起了。 (3)煤炭的定点供应:这是行之有效的老办法。如合成氨 厂ˆ用阳泉无烟块煤;煤气炉用大同块煤等。而“高硫煤应当供 有脱硫能力工厂用,低硫煤供中、小型锅炉和民用”的国务院 环委会规定,则直没有认真贯彻,今后要加强用煤的环境管 理。这也是上硫回收项目的前提和保证,否则效益不大 煤炭的洗选脱硫除灰 日前我国12亿t原煤生产中只有2亿t原煤是经过洗选 加工的;其中2/3是炼焦用煤,其余是供远距离外运的动力精 煤。在我国交通和能源都很紧张,煤价又低的国情下,动力煤 要像合成氨、煤气用煤那样依靠一、二个点定点供应是不可能 的,因此需要: ·发展动力煤特别是高巯、高灰分煤的洗选厂 (1)最低限度要将目前烧原煤(粉、块混杂)的现状配上 筛分机将粉煤供电厂;块煤供工业锅炉由于减少烟尘飞扬,改 善通风可省煤15%。 (2)对高硫(>2%),高灰分(>30%煤至少要通过破碎, 冉进入跳汰机旋流器使硫铁矿和灰分利用其比重较大的原 理在介质(水)中与精煤分离,叮脱除50炫的硫及%的灰分 硫铁矿和矸石富集在洗中煤.水在何收煤泥后回去循环使用
以轻水污染,洗精煤作商品出售。 (3)含硫在6%以上的洗中煤,矸石可用摇床将硫铁矿进 步富集成含硫35%的硫精砂出售.尾矸作流化床锅炉燃料 这在南桐矿务局已有工业化装置,证明其投资要比开采天然 硫铁矿便宜得多。我国硫酸厂遍布全国.而硫精砂只集中在几 个厂矿,因此只要在含碳量〔<8%)和价格上满足硫酸厂要 求,硫糈砂的出路是不愁的 2.洗选厂的三废治理对策 根据煤炭部规划到2000年我国入选原煤将增加1倍达到 8亿t因此将年排出洗矸6000-8000万1,除回收少量硫精 砂外,大部分将堆存在洗选厂附近洗选厂的煤泥水在闭路循 环后将回收大量煤泥也需要烧锅炉,否则将与矸石一起在矿 自燃造成严重大气污染,最终制约着洗选厂的发展。按现有 国内水平具体措施有 (1)冼矸、尾矸的处理:主要是用流化床锅炉脱硫,烧掉搞 热电联产,供矿区自用国内最大的锅炉是130蒸t/h的鸡西 矿务局泡床式流化床锅炉。由于燃用量远低于排放量,还应当 采用大型循环流化床锅炉(见第三章)多余的电力输入电网。 实在吃不了的矸石要用土复盖,种上植被,以隔绝空气,制止 自燃。 (2)煤泥水和煤泥的处置:煤泥水可用选煤油药剂浮选得 到精煤,抽出率为818%精煤灰分为10%;尾煤(煤泥)灰分 为50%,回收吨干煤,耗选煤油2kg煤泥可配制煤浆烧层燃炉 或用循环流化床(351/h)锅炉将其中炭粒燃尽,某锅炉厂设计 ∫不同的供料和飞灰回送装置,运行2000多小时,飞灰含碳量 3% 以上两项流化床锅炉燃烧产生的灰渣都可作优质建筑材
料或回填采空区做到物尽其用。 在矸石、煤泥的处置解决之前,洗精煤出得愈多;矿区的 SO2、渣的污染就愈大;这是我们在规划洗精煤时必须认真考 虑的问题。 3优化洗选精煤的产销,作中、小工业锅炉和民用燃料 1990年我国的煤炭供给;43万台工业锅炉和民用炉灶的 占60%;其中6蒸t/h以下的小工业锅炉有40万台,它们和茶 炉、灶具笭遍布全國城市,而且热效率低下(60%-70%)污染 严重,烟囱低矮是城区大气SO2浓度的主要贡献者,-般占 80%以上。对这些量大面广的污染源只有采用洁净能源的办 法才能加以控制:如有条件的城市最好采用集中供热和气体 燃料;不然就优先供应用洗精煤加工的固硫型煤来取代原煤 由于洗精煤和固硫型煤各可脱硫50%因此可比烧原煤削减 75%的SO排放量。而且型煤燃烧充分,可提高15%热效率。 这样用户虽因用了洗精煤做的型煤而多支付30元/t,但可节 约150kg型煤按200元/t计,可以抵销同时可少交SO2排污 费和炉灰清运费15元,因此可得到用户的支持。 至于对烧煤粉炉的电厂来说:由于其热效率本来已达 98%,煤价又占电厂成本的主要部分,烧I洗精煤代替原煤 只可减少40kgSO2(以含硫4%煤计)排放,按0.2元/kgSO2计, 只少缴8元SO2排污费,但却要多付30元煤价因而较难接受; 再加上回收法烟气脱硫煤含巯愈高,回收成本就愈低,所以 电厂脱硫以采用烟气脱硫较好。 对洗选厂的生产安排要优先考虑高硫(>2%)煤和运输 距离长的高灰分媒炭的洗选因为只有高硫煤的洗矸才能达 到含硫>6%,才有生产含硫35%的硫精砂的可行性,否则会 赔钱。有些低硫煤因为灰分高(>30%)要用铁路运1500km以
t:,也值得洗选,用节省的运费来弥补洗选成本。如果用汽车 运输那么只要几百公里的运距就值得洗选了。 四、燃料的气化脱硫脱氮 煤炭和石油在隔绝空气条件下干馏或加氢都可产生大基 叮燃气体与焦炭分离;煤炭和石油在受到控制的不充分的空 气、氧、水蒸气燃烧产生高温时也可产生可燃气体,这就是燃 料的气化。燃料中的硫在这种还原气氛中以硫化氢(H2S)形 态,少量的以硫醇等有机硫存在,燃料中氮则转化为氨、氰存 在于可燃气中。硫化氢、氰和氨都是恶臭的剧毒含氮气体,易 致人死亡;十亿分之几的硫醇就能使人觉察,所以它们会严重 毒化大气环境。硫化氢在大气中数日以后会转化成SO2,所以 从总量控制硫氮污染物的角度看,应当优先治理硫化氢、氨、 氰和有机硫。 煤炭、石油气化后的脱硫与天然气的脱硫是一种原理都 是用有机溶剂或碱性液〔氨、KOH等)将HS吸收,然后再用 蒸汽加热将HS脱出;有机溶剂回收,它们很贵,少量的流失 就会使脱硫成本很高。某焦化厂每小时处理10万m的焦炉气 每月消耗的有机溶剂-乙醇胺在60万元以上,脱除1t硫的费 用在200元左右。不仅如此,脱出的高浓度HS一般有1/3烧 成SO2;2HS+302→2SO2+2H2O,然后与其余的HS进行气 相克劳斯反应SO2+2H公→3+2H2O,当SO2或HS的配比 有高低时,克劳斯炉的尾气中就有高浓度HS或SO2逸出,需 点火炬烧掉,再用 SCOTT法脱硫即先用煤气把SO2催化还 原成HAS:SO2+H2+2CO→H2S+2CO2,再用异丙醇胺将HS 吸收,再释出返回克劳斯系统,可见克劳斯炉的尾气处理对企 业是十分麻烦的事,有的只好将SO排入大气
国内设计的煤气厂和氨厂煤气系统的脱硫大多数采用的 是把含HS的煤气,直接通入用含蒽醌二磺酸(A.D.A)和五 氧化二钒作氧化催化剂的碱溶液洗涤塔,使HS被鼓入的空 气氧化生成胶体硫而析出: 2HS+O2→2S++2H2O 此法称为A·D.A法,它比起老的砷碱法脱硫来,消除了 As2O3对环境的毒害,而且AD.A是中间体工业蒽酿1-磺酸 的副产.来源丰富,但带来了钒的重金属污染因此,宝钢引进 了用萘醌催化的 Takahax法。 有些产品(如低压法甲醇)的催化剂对有机硫比较敏感 的;在脫HS前需先将含有机硫煤气通过特制催化剂,将有 机硫转化成HS后再脱去HS。 1993年下半年以来大阪朝日住建(株曾多次来华交流美 冈奎农 Quinone公司开发的 Uperior-a法的煤气脱硫技术, 其原理如下: 用1,4萘配2-磺酸 的铁螯合物作催化剂,与 含HS的气体在用聚丙烯球作填料的三相流化床反应塔中 接触、使HS氧化成硫磺后在球上疏松地析出、剥离,使硫磺 从催化剂溶液中迅速分离,防止了堵塔。还原成二羟基燕 的铁螯合物,再通空气在氧化塔中转化成萘醌及 双氧水后问到反应塔中(见图1-1)