燃煤污染物的環(huán)境

1、燃煤污染物的環(huán)境問題燃燒環(huán)境污染的產(chǎn)生及危害 煤炭在我國一次能源結(jié)構(gòu)中占主體地位，2009年全國煤炭消費(fèi)量達(dá)30.2億噸，全國年排放SO22212.4萬t 、煙塵847.4萬t 、工業(yè)粉塵523.6萬t。 我國大氣污染煤煙型污染，燃煤排放的SO2、煙塵、CO2分別占其總排放量的90%、70%、85%。 排放SO2的主要污染源有燃煤發(fā)電廠、燃煤工業(yè)鍋爐、燃煤工業(yè)窯爐等。 一次能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中，煤炭占70%，發(fā)電用煤占煤炭消耗總量35%。 84%的煤炭直接燃燒，煤炭入洗率占25%，發(fā)達(dá)國家一般多在60%80%煤炭利用與環(huán)境問題燃煤引起的酸雨及其危害 SO2的污染源: (1)硫酸廠和汽車尾氣; (2)

2、有色金屬冶煉過程中排放; (3)燃煤煙氣。我國煤炭80%以上直接用于燃燒，燃煤為主要來源。 硫氮氧化物在大氣中生成硫酸和硝酸，從而形成PH值低于5.6的酸性沉降物，即酸雨。煤燃燒過程排放出的SO2，使我國成為三大酸雨區(qū)之首。酸雨的危害 對水生生態(tài)系統(tǒng)的影響 對陸生生態(tài)系統(tǒng)的影響 對人體健康的影響和危害 對建筑物和材料的危害酸雨的防治 1.酸雨防治的政策和國際協(xié)作 2.酸雨防治的具體對策 (1) 使用低硫煤，節(jié)約用煤 (2) 煙氣脫硫 (3) 型煤固硫 (4) 發(fā)展替代能源 (5) 加大政府扶持、行政立法和管理力度燃煤引起的溫室效應(yīng)及其危害 溫室氣體種類及來源 1. CO2 2. 氟氯碳化合物（

3、CFCs） 3. CH4 4. 氮氧化合物（NOX） 5. O3 溫室氣體的排放 溫室效應(yīng)增強(qiáng)后的危害 全球變暖 海平面升高 對生物多樣性的影響 對人類生活的影響：經(jīng)濟(jì)、農(nóng)業(yè)、水循環(huán)、人類健康 CO2減排的技術(shù)措施大氣環(huán)境管理及大氣環(huán)境標(biāo)準(zhǔn) 保護(hù)大氣環(huán)境和防治大氣污染的法規(guī) 大氣環(huán)境的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) 大氣污染物的排放標(biāo)準(zhǔn) 大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)GB 16297-1996 鍋爐大氣污染物排放標(biāo)注 GB13271-2001 火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn) GB 13223-2003爐前控制技術(shù) 2.1 選煤技術(shù) 選煤是潔凈煤技術(shù)的源頭和基礎(chǔ)，也是適合我國當(dāng)前經(jīng)濟(jì)狀況的一項(xiàng)最有效的潔凈煤技術(shù) 選煤是利用煤和雜質(zhì)

4、(矸石)的物理、化學(xué)性質(zhì)的差異，通過物理、化學(xué)為微生物分選的方法將煤和雜質(zhì)有效分離，并加工成質(zhì)量均勻、用途不同的煤炭產(chǎn)品的一種加工技術(shù)?？煞譃槲锢磉x煤、物理化學(xué)選煤、化學(xué)選煤、生物選煤等。 我國目前選煤場以跳汰(59%) 、重介(23%) 、浮選(14%)三種為主。國內(nèi)外選煤技術(shù)現(xiàn)狀重介質(zhì)選煤 基本原理 阿基米德原理：即浸沒在液體中的顆粒所受到的浮力等于顆粒所排開的同體積的液體的重量。 選煤工藝 跳汰粗選重介質(zhì)旋流器精選工藝 兩產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器分選工藝 三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器分選工藝跳汰選煤 基本原理：跳汰分選是各種密度、粒度及形狀的物料在不斷變化的流體作用下的運(yùn)動(dòng)過程。100多年來人們致力于找出

5、原本為異類粒群混合物的床層卻呈現(xiàn)出以粒度差別為主要特征的分層機(jī)理。關(guān)于跳汰分層機(jī)理的種種假說可以概括為兩大類：動(dòng)力學(xué)觀點(diǎn)和靜力學(xué)觀點(diǎn)。但迄今為止所有有關(guān)跳汰分層機(jī)理的觀點(diǎn)都只能反映跳汰過程的某個(gè)側(cè)面，不能全面地描述在跳汰過程中礦粒按密度分層的基本原理。跳汰設(shè)備的研究現(xiàn)狀及存在的問題 國外跳汰設(shè)備研究現(xiàn)狀：機(jī)體大型化、風(fēng)閥工作方式、自動(dòng)排料 末煤跳汰機(jī) 可變波形跳汰機(jī) Batac跳汰機(jī) 雙側(cè)室結(jié)構(gòu)的篩側(cè)跳汰機(jī) BOSS-2000跳汰機(jī) Apic 跳汰機(jī)國內(nèi)跳汰設(shè)備研究現(xiàn)狀 LTX型、LTG型、X型、SKT型 動(dòng)篩跳汰機(jī) 存在問題：目前我國在跳汰機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)、數(shù)控風(fēng)閥、自動(dòng)排料控制系統(tǒng)以及分選指標(biāo)

6、等方面與國外跳汰機(jī)各具千秋；但在設(shè)備的制造水平和使用可靠性方面差距明顯；在檢測技術(shù)手段、檢測數(shù)據(jù)精度和可靠性以及系統(tǒng)控制完整性方面存在較大差距。因此，在跳汰設(shè)備大型化、控制系統(tǒng)集成化以及跳汰選煤設(shè)計(jì)模塊化方面尚需潛心研究。浮選選煤 煤泥級別:粗粒級、中等粒級、高灰細(xì)泥 篩網(wǎng)旋流器 不同的可浮性煤泥選用何種流程，除了進(jìn)行工業(yè)性試驗(yàn)外，更重要的是要從經(jīng)濟(jì)效益方面統(tǒng)籌考慮 主要考慮因素： 產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)、成本和價(jià)格 重選和浮選產(chǎn)品合理指標(biāo) 浮選各產(chǎn)品摻配方式 分級浮選處理工藝流程對后續(xù)作業(yè)的影響煤泥浮選分級工藝流程 篩網(wǎng)分級旋流器安裝在浮選工序前，煤泥經(jīng)旋流分級后，分出三種產(chǎn)品，三種產(chǎn)物經(jīng)排列組合，可以

7、構(gòu)成20余種流程。選前脫泥浮選流程分級浮選流程選前脫粗浮選流程中等粒級浮選流程粗選脫泥掃選流程干法選煤 干法選煤主要是煤與矸石的物理性質(zhì)差別實(shí)現(xiàn)分選， 優(yōu)點(diǎn) (1) 投資少，建設(shè)周期短，投產(chǎn)快。投資僅為同型濕法選煤廠的1/41/5。 (2) 維修量小，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，操作簡單，生產(chǎn)成本低，加工費(fèi)僅24元/t。 (3) 勞動(dòng)生產(chǎn)效率高，生產(chǎn)工人少。 (4) 入料粒度范圍寬。 (5) 對原煤水分要求不嚴(yán)。 (6) 耗風(fēng)量少。 (7) 占地面積小、占用空間少。 (8) 除塵效果好。FX、FGX型干選機(jī)的工作原理 干法選煤是指粒度和密度不同的物料在空氣流、機(jī)械振動(dòng)或搖動(dòng)的共同作用下，進(jìn)行分層，服從顆粒的干擾

8、沉降規(guī)律。粒度相同的顆粒中密度較大的集中在床面底層，密度較小的集中在床面上層；密度相同的顆粒中，粒度較大的集中在下層，粒度較小的集中在上層。FX、FGX干選機(jī)的分選原理近似，但振動(dòng)方式和激振力產(chǎn)生的方式不同。 (1) 離析作用和風(fēng)力作用 (2) 自生介質(zhì)的分選作用 在干選機(jī)中，細(xì)顆粒物料和風(fēng)相組成具有一定密度的氣-固懸浮體，稱之為自生介質(zhì)。按照阿基米德原理，小于懸浮體密度的煤上浮，而大于懸浮體密度的矸石、硫鐵礦則下沉。隨著分選過程的進(jìn)行，細(xì)粒粉煤不斷隨大粒度精煤排出，剩余粒度較粗、密度較高的中等顆粒物料，又與空氣組成新的密度更高的氣-固懸浮體，有助于煤和矸石的分選。 (3) 顆粒相互作用的浮力

9、效應(yīng) 綜上，干選機(jī)的分選原理就是利用振動(dòng)力和風(fēng)力的綜合作用造成床層松散和礦粒按密度分層。在不同的區(qū)段即有自生介質(zhì)（粉煤）與空氣形成的混合介質(zhì)分選（精煤段），又有顆粒相互作用的浮力效應(yīng)（中煤段），形成一種不同于其他選煤設(shè)備的綜合分選機(jī)理。FX型干選機(jī)的分選過程FGX型干選機(jī)的分選過程FX型及FGX型干選機(jī)的常用工藝流程干法選煤發(fā)展趨勢我國選煤工業(yè)存在的問題 環(huán)保意識差，副產(chǎn)品利用率低 選煤技術(shù)研發(fā)能力不足 技術(shù)裝備水平低 設(shè)備可靠性差 產(chǎn)業(yè)集中度低，制造質(zhì)量較差 政策法規(guī)不完善選煤技術(shù)的發(fā)展趨勢 設(shè)備大型化 重介技術(shù)占主要市場 發(fā)展細(xì)粒煤脫水技術(shù) 裝配式成為選煤廠建設(shè)的新模式 選煤過程自動(dòng)控制和

10、全廠自動(dòng)化 完善傳統(tǒng)選煤方法，提高設(shè)備可靠性其它爐前控制技術(shù) 型煤技術(shù) 我國自20世紀(jì)60年代以來，為了解決中、小型合成氨廠氣化用塊煤供應(yīng)不足的問題，相繼開發(fā)了石灰碳化煤球，紙漿黏土煤球、腐殖酸鹽煤球、黏土煤球等多種成型技術(shù)，提供了全國化肥工業(yè)60%的造氣原料，其中石灰碳化煤球得到了廣泛的應(yīng)用。 工業(yè)型煤優(yōu)點(diǎn)：(1) 熱效率提高10%12%; (2) 煤炭反應(yīng)活性 提高約20%; (3) 灰渣含碳量減少5%8%; (4) 排煙“林格曼”黑度達(dá)到國家1級排放標(biāo)準(zhǔn)以下，煙塵排放量減少74%99%，CO2排放量減少70%80%，加入固硫劑可降低SO2排放量排放量50%85%。國內(nèi)型煤技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀 民

11、用型煤 上點(diǎn)火蜂窩煤、易燃民用手爐煤球、火鍋炭、燒烤炭等工業(yè)型煤 工業(yè)燃料型煤：鍋爐窯爐型煤、機(jī)車型煤等； 氣化用型煤：化肥造氣型煤、燃料氣造氣型煤等； 工業(yè)型焦用型煤及煉焦配用型煤鍋爐型煤 集中成型 爐前成型氣化型煤 石灰碳化煤球、紙漿黏土煤球、腐殖酸鹽煤球、黏土煤球等成型技術(shù)焦及配型煤煉焦 工業(yè)型焦是以粉煤為原料，經(jīng)配煤（或單種煤）加工壓制成型，再經(jīng)碳化工藝而形成的型焦及型焦煤制品。 配型煤煉焦新工藝是將部分裝爐原料在裝入焦?fàn)t前配入粘結(jié)劑壓制成型煤，然后與大部分散狀煤料按比例配合后裝爐煉焦。生物質(zhì)型煤 生物質(zhì)型煤是指把高揮發(fā)分、低灰、低硫、低燃點(diǎn)的生物質(zhì)原料按一定比例與低揮發(fā)分、低灰、低硫

12、、高燃點(diǎn)、高熱值的無煙煤和煙煤煤粉混合，通過一定工藝制備成的型煤。 該型煤分別適于作中小型層燃鍋爐或流化床燃燒用燃料 具有著火點(diǎn)低，燃燒徹底，燃盡率高，煙氣中煙塵、SO2排放量少等特點(diǎn)。 生物質(zhì)型煤：(1) 生物質(zhì)制漿后的黑液，如紙漿廢液作為成型粘結(jié)添加劑； (2) 生物質(zhì)水解產(chǎn)物，如水解木質(zhì)素、纖維素、半纖維素及碳?xì)浠衔锏?，作為成型粘結(jié)添加劑； (3) 生物質(zhì)直接與煤粉混合，利用受熱或高壓壓制成型。型煤技術(shù)應(yīng)用中存在的主要問題及原因 (1) 主要問題 實(shí)際生產(chǎn)型煤的廠家較少。很多型煤企業(yè)因冷、熱強(qiáng)度低，熱穩(wěn)定性差，灰熔點(diǎn)低，固定碳下降嚴(yán)重，易粉化，產(chǎn)出率低，帶出物多，燃燒活性差，正常氣化不理想，防水性差，吸水潮解，需增加烘干設(shè)備，投資大等問題而無法正常生產(chǎn)。 產(chǎn)生問題的原因 型煤廠生產(chǎn)規(guī)模小，裝備水平低 設(shè)計(jì)規(guī)范和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)不健全 型煤生產(chǎn)成本高，無法形成商業(yè)化生產(chǎn)規(guī)模 工業(yè)型煤技術(shù)水平有待提高水煤漿技術(shù) 水煤漿是煤代油的物理加工產(chǎn)品，是用60%70%的煤粉、30%40%的水和少量化學(xué)添加劑通過物理加工得到的一種低污染、高效率，可管道輸送的代油燃料。大約2t或2.5t普通水煤漿可以代替1t重油，與燃煤相比，可以提高燃燒效率，減少對環(huán)境的污染。水煤漿的性質(zhì)及特征水煤漿的優(yōu)點(diǎn) (1) 技術(shù)優(yōu)點(diǎn) (2) 環(huán)保優(yōu)點(diǎn)