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第1 章脱硫技术概述
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按存在状态:有机硫(CxHyS)和无机硫(硫铁矿(FeS2)、硫酸盐(MSO4),单质硫磺)
按硫的可燃性:不可燃硫(硫酸盐)和可燃硫(硫铁矿硫、部分有机硫及单质硫)
中国煤中硫的含量变化:%~8%。
分布特点:南方比北方高。东三省煤含硫量最低,我国高硫煤主要集中在四川、贵州、湖北、广西、山东和陕西等省的部分地区。
煤中硫的存在形式
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褐煤
最低品味的煤,形成年代最短,热值较低
烟煤
形成年代较褐煤长,碳含量75%~90%。成焦性较强,适宜工业一般应用
无烟煤
煤化时间最长,含碳量最高(高于93%),成焦性差,发热量大
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碳:可燃元素
1 kg纯碳完全燃烧时,放出32860 kJ的热量。当不完全燃烧生成CO时,放出9268kJ的热量。纯碳起燃温度很高,燃烧缓慢,火焰也短。煤中的碳不是单质状态存在,而是与氢、氮、硫等组成有机化合物。煤形成的地质年代越长,其挥发性成分含量越少,而含碳量则相对增加。例如,无烟煤含碳量约90%~98%,一般煤的含碳量约50%~95%。
氢:
固体燃料中氢的含量为2%~10%,以碳氢化合物的形式存在,1 kg氢完全燃烧时能放出120500 kJ的热量。
氧:
氧在燃料中与碳和氢生成化合物
氮:有害元素。基本不可燃。燃燃烧时大部分以N2形式排放,少量生成NOX
燃料中含氮量很少,%~%
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硫:可燃元素。有害元素。燃烧时大部分以SO2形式排放
以三种形态存在:有机硫、硫化铁硫和硫酸盐硫。前两种能放出热量,称之为挥发硫。硫燃烧生成产物为SO2和SO3,其中SO2占95%以上。
水分:不可燃。外部水分、内部水分
水分的存在使燃料中可燃成分相对地减少。煤中水分由表面水分(外部水分)和吸附水分(内部水分)组成。外部水分可以靠自然干燥方法除去。内部水分要放在干燥箱中加热到102~105C,保持2h后才能除掉。
灰分:不可燃。有害成分
是燃料中不可燃矿物质,为燃料中有害成分。
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3、煤的成分分析
工业分析( proximate analysis )
测定煤中水分、挥发分、灰分和固定碳。估测硫含量和热值,是评价工业用煤的主要指标。
元素分析( ultimate analysis )
用化学分析的方法测定去掉外部水分的煤中主要组分碳、氢、氮、硫和氧的含量。
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小资料:分析方法
煤的工业分析
水分:
一定重量13mm以下粒度的煤样,在干燥箱内318~323K温度下干燥8h,取出冷却,称重外部水分
将失去外部水分的煤样保持在375~380K下,约2h后,称重内部水分
挥发分:
失去水分的试样密封在坩埚内,放在1200K的马弗炉中加热7min,放入干燥箱中冷却至常温再称重
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小资料:分析方法
煤的工业分析(续)
固定碳:
失去水分和挥发分后的剩余部分(焦炭)放在80020C的环境中灼烧到重量不再变化时,取出冷却。焦炭所失去的重量为固定碳
灰分:
从煤中扣除水分、灰分以及挥发分后剩余的部分为固定碳
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小资料:分析方法
煤中灰分的组成:
我均灰分含量为25%
灰分的存在降低了煤的热值,也增加了烟尘污染和出渣量
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小资料:分析方法
煤的元素分析
碳和氢:通过燃烧后分析尾气中CO2和H2O的生成量测定
氮:在催化剂作用下使煤中的氮转化为氨,碱液吸收,滴定
硫:与氧化镁和无水硫酸钠混合物反应,S SO42-,滴定
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