PDF《降硫提质生产洁净煤 实现煤炭清洁供应》

降硫提质生产洁净煤 实现煤炭清洁供应 朱子祺1,2 (1? 中国矿业大学, 江苏 徐州 221116;

2? 神华神东煤炭集团 洗洗中心, 陕西 神木 719315) 摘要: 详细分析了神东矿区大柳塔、 上湾、 石圪台、 布尔台、 补连塔等选煤厂各产品的 灰分、 挥发分、 硫分、 发热量等煤质指标以及硫分在煤中的赋存状态, 并制定了详细的生产方 式及配煤方案, 最终成功生产出硫分低于 0? 4%、 发热量达到 21?

736 MJ/ kg 的洁净煤, 不仅降 低了环境污染, 还增加了销售收入.

关键词: 洁净煤;

环保;

降硫;

洗选;

配煤 中图分类号: TD94 文献标识码: A 文章编号: 1005?8397(2016)01?0051?05 收稿日期: 2015?10?13 DOI: 10? 16200/ j? cnki? 11-2627 / td? 2016? 01?

017 作者简介: 朱子祺(1982―), 男, 江苏徐州人, 中国矿业大学矿物加工工程专业

2012 级在读博士研究生, 神华神东煤炭集团洗选中心工 艺煤质部经理, 工程师. 引用格式: 朱子祺. 降硫提质生产洁净煤 实现煤炭清洁供应 [J]. 煤炭加工与综合利用, 2016(1): 51-55.

1 环保压力对煤炭清洁供应提出新要求 近年来, 随着恶性环境事件不断增长, 人民 群众对于生活质量要求不断提高[1,2] , 原来煤矿 生产企业边污染边治理、 先污染后治理的发展思 路已然不可取[3] , 政府对企业也提出了更高的环 境保护要求. 为改善环境, 加强环境保护监管及 处置力度,

2015 年1月1日起, 被称为史上最严 的新 《 环境保护法》 开始实施[4] , 而同样被认 为史上最严的 《大气污染防治法》 也于

2014 年12 月22 日被提交全国人大常委会首次审议. 富煤、 贫油、 少气 是我国最为鲜明的能 源现状[5] , 长期以来, 煤炭一直是我国的基础能 源[6] , 并长 期占一次能源消费比例的70% 以上[7] , 是我国国民经济快速发展的主要助推剂. 但是近年来冬春之际弥漫全国的雾霾将煤炭推向 了风口浪尖, 各种数据显示, 燃煤可能是导致雾 霾产生的主要原因之一. 在 《大气污染防治法》 修订草案中

第三章共计八条的内容介绍了防治燃 煤产生的大气污染. 事实上, 燃煤所造成的大气 污染问题并不在于煤炭本身, 而在于能否实现煤 炭的清洁利用[8] . 为此, 神华集团提出了 清洁 能源发展战略 , 该战略的目标是 创建世界一 流清洁能源供应商 . 因为是煤炭企业, 这里的 清洁能源自然是指清洁煤, 具体而言, 要实现煤 的清洁开发、 清洁利用、 清洁转化[9] , 而煤的清 洁开发是所有后续利用和转化的基础. 研究和实 现商品煤降硫提质是神华集团实现清洁能源发展 战略的第一步.

2015 年以来, 神东洗选中心积极响应集团公 司战略目标, 努力实现商品煤的降硫提质, 并于

2015 年7月15 日成功向京津冀地区发运首列洁 净煤, 降低燃煤对环境污染的同时还创造了可观 的经济效益.

2 煤中硫的赋存状态 硫是煤中的有害元素之一, 因为煤在利用中 主要作为燃料燃烧, 硫的存在将使煤在燃烧过程 中产生有害气体 SO2 和SO3 , 不仅会腐蚀锅炉等 燃煤设备, 还会带来较为严重的大气污染, 对人 体、 动植物、 地面建筑物均有害[10] . 煤中硫可以分为有机硫和无机硫两大类, 而 无机硫主要指的是硫铁矿硫和硫酸盐硫两类[11] . 根据两种不同赋存状态硫的含量可以将我国的高 硫煤划分为三种类型, 即高有机硫煤、 高无机硫 煤及有机硫与无机硫都较高的高硫煤. 煤中的有

1 5 煤炭加工与综合利用No? 1,

2016 COAL PROCESSING &

COMPREHENSIVE UTILIZATION 机硫主要包括硫醇、 二硫化物、 噻吩、 硫醚等 (见图 1), 这部分硫与煤的分子有机结合, 通过 物理途径无法有效脱除. 煤中有机硫的脱除是脱 硫的难点, 在实际生产中一般采用燃中或燃后脱 硫. 煤中的无机硫主要以硫化铁(黄铁矿) 为主, 此外还有少量的硫酸盐硫, 在煤中以层状、 块状 结核、 微细颗粒等形式均匀或不均匀的分布, 无 机硫不是煤中分子的有机组成, 大部分可以通过 物理途径脱除. 因此, 在高硫煤降硫脱硫时, 应 充分考虑有机、 无机两种赋存状态硫的比例. 根 据研究, 煤中硫主要分为原生硫与次生硫两类, 前者为成煤植物所固有, 例如植物中所含有的含 硫氨基酸等, 后者来自成煤环境与变质过程, 一 般而言高硫煤中的硫分以后者为主[12,13] . 图1煤的分子结构模型(有机硫的赋存状态) 据前所述, 因有机硫一般存在于煤分子结构 中的有机组成中, 因此无法采用物理的煤炭洗选 方式进行有效脱除, 对于这部分煤, 硫分不仅不 会随着入洗比例的提高而降低, 反而会随入洗量 的增加而升高. 而无机硫一般存在于无机物, 即 矸石中, 这部分硫分与煤的灰分变化具有极好地 正相关性, 即灰分越高, 硫分越高. 研究显示, 我国的中、 高硫煤大部分具有此特点, 因此对于 我国大部分的中、 高硫煤, 采用物理的洗选加工 方式在排出矸石的同时能够较好地达到脱硫、 降 硫的目的. 数据显示, 我国的高硫煤平均硫分 2? 76%, 其中黄铁矿硫约占 58%, 而有机硫仅占 37%左右, 如能有效脱除 63%的无机硫, 将极大 地降低燃煤对环境的污染. 高效而先进的物理洗 选是目前公认的高硫煤燃前降硫最为经济的手 段, 即根据煤与矸石的密度差异, 排出矸石的同 时将存在于矸石中的无机硫排出, 达到降硫的目 的[14,15] . 神东矿区的煤虽然属于低硫煤, 但是为了提 高煤炭质量, 在脱硫方面也需进行更加具体的 分析.

3 神东矿区原煤中硫的赋存特点及洗选降硫可 行性分析 资料显示, 榆神低硫煤中的硫同样以黄铁矿 硫和有机硫为主, 平均分别为 0? 09% ~ 0? 48%和0? 08% ~0? 29%[16] . 据此, 神东矿区煤中的硫主 要为无机硫, 这些无机硫主要存在于矸石中, 完 全可以采用物理洗选的方式进行脱除, 这就为神 东矿区洗选脱硫提供了理论基础. 为具体分析神东矿区硫的赋存特点, 并为后 续生产提供可供参考的依据, 选取近期硫分较高 的大柳塔煤矿活井系统原煤、 商品煤及选煤厂中 间产品进行分析, 见表

1 和表 2. 表1中, 大柳 塔选煤厂活井系统入洗原煤、 选块、 混煤的化验 结果为月度累计结果, 通过累计结果推算出商品 煤各指标的合计情况. 由表

1 可以看出, 通过洗 选加 工作业, 商品煤中的硫分从1? 01% 降至0? 73%, 降低了 0?

28 个百分点, 从中硫煤成为 低硫煤, 说明降硫效果显著. 从这些数据中可以 看出, 大柳塔矿活井系统原煤中的硫分主要为无 机硫, 与现有资料的结论一致. 表2中列举了大柳塔选煤厂活井系统中间产 品的化验结果, 由此可以更........