Спосіб оксидаційного знесірчення енергетичного кам’яного вугілля

Реферат: UA 91659 U UA 91659 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Корисна модель належить до енергетичної галузі та призначена для одержання низькосірчистого кам'яного вугілля, доцільно використовувати як першу стадію двоступеневого спалювання вугілля на теплоелектростанціях. Відомий спосіб оксидаційного знесірчення енергетичного кам'яного вугілля, який включає окиснення піритної сірки вугілля до сірчаної кислоти [Патент US 20080250706А1, Coal Desulphurization /Zola N. Kwela //Опубл. 16.10.2008]. Але при здійсненні цього способу необхідно використовувати дорогі реагенти-окисники: 3+ розчини іонів тривалентного заліза (Fe ) і розчин азотної кислоти. Окрім цього, процес багатостадійний та складний в технологічному оформлені. В основу корисної моделі поставлена задача створити спосіб оксидаційного знесірчення енергетичного кам'яного вугілля, проведення якого дасть змогу одержати тверде паливо з вмістом сірки 0,6-2,0 % мас. без застосування дорогих реагентів. Поставлена задача вирішується тим, що у способі оксидаційного знесірчення енергетичного кам'яного вугілля, що включає окиснення сірки вугілля, згідно з корисною моделлю, здійснюють паро-повітряною сумішшю (ППС) у реакторі з киплячим шаром при вмісті водяної пари в ППС 25-70 % об., лінійній швидкості руху ППС - 0,025-0,052 м/с, крупності зерен вугілля - не більше 3 0,5 мм, температурі - 420-445 °C, витраті ППС - 1,72-7,07 м /год. на один кг вугілля, тривалості 10,5-21,5 хв. За вказаних вище умов проходить окиснення сірки вугілля до оксиду сірки (IV) і часткова газифікація та окиснення органічної частини вугілля. При цьому одержуються гази знесірчення з високою концентрацією у них SO2, у порівнянні з димовими газами теплоелектростанцій, що дозволяє переробляти їх з одержанням зрідженого SO2. Вилучення сірки оксидаційним способом з кам'яного вугілля внаслідок дії на нього паро-повітряної суміші безпосередньо перед спалюванням зменшуватиме забруднення довкілля оксидом сірки (IV) на 64,4-75,0 %. Ступінь метаморфізму кам'яного вугілля практично не впливає на процес окиснення піриту, який міститься у ньому. При 425 °C і вище спостерігається інтенсифікація процесу внаслідок розкладу піриту на піротит і сірку з подальшим окисненням останніх до Fe2O3 і SO2. При додаванні до повітря водяної пари відбувається інтенсифікація процесу за рахунок того, що вона утворює з піритом комплекси, тим самим різко підвищує його реакційну здатність. і Спосіб оксидаційного знесірчення енергетичного кам'яного вугілля, що включає окиснення сірки вугілля, першочергово піритної, яке здійснюють пароповітряною сумішшю в реакторі з киплячим шаром при вмісті водяної пари в ППС -25-70 % об., лінійній швидкості руху ППС 0,025-0,052 м/с, крупності зерен вугілля - не більше 0,5 мм, температурі - 420-445 °C, витраті 3 ППС - 1,72-7,07 м /год. на один кг вугілля, тривалості - 10,5-21,5 хв. Для одержання низькосірчистого енергетичного кам'яного вугілля використовували наступні чотири зразки вугілля: марки Д, відібране на шахті на шахті "Бужанська" Львівсько-Волинського кам'яно-вугільного басейну; марки Ж (шахта "Лісова" Львівсько-Волинського кам'яно-вугільного басейну); марки П (шахта "Східна" Донецького кам'яно-вугільного басейну); рядове (Р), відібране на Добротвірській ТЕС. Характеристика вихідних і знесірченних зразків вугілля наведена в табл. 1 і 4 відповідно; оптимальні умови знесірчення - у табл. 2. На основі знесірчувань в оптимальних умовах складено матеріальні баланси (табл. 3). В табл. 5 подано склад газів знесірчування. Якісні характеристики вихідних і знесірченних зразків вугілля визначали згідно наступних методик: загальну сірку - згідно з ДСТУ 3528-97 (ГОСТ 8606-93); форми сірки - згідно з ГОСТ 30404-2000; вміст вологи - згідно з ГОСТ 11014-2002; зольність- згідно з ГОСТ 11022-95; вміст летких речовин - згідно з ГОСТ 6382-2001; теплоту згоряння - на калориметрі LECO АС-350 згідно з ГОСТ 147-95; склад газів знесірчування визначали використовуючи проявну газоадсорбційну хроматографію. Приклад 1 Проводили знесірчення енергетичного кам'яного вугілля марки Д (табл. 1) в умовах, поданих в табл. 2. Вихід знесірченого вугілля - 84,63; смоли розкладу - 7,26; газів знесірчування 79,66 % мас. на сировину (табл. 3). Результати аналізу знесірченого вугілля: вміст загальної   55 d a сірки S t - 1,42 % мас. (ступінь вилучення загальної сірки - 64,4 %); вміст вологи (W ) - 3,9 % d daf daf мас; зольність (A ) - 12,5 % мас; вміст летких речовин (V ) - 31,6 % мас; теплота згоряння (Q ) - 30359 кДж/кг (табл. 4). Вміст SO2 в газах знесірчення - 6,96 % об. (табл. 5). Приклад 2 Проводили знесірчення енергетичного кам'яного вугілля марки Ж (табл. 1) в умовах, поданих в табл. 2. Вихід знесірченого вугілля - 80,42; смоли розкладу - 11,02; газів знесірчування - 168,77 % мас. на сировину (табл. 3). Результати аналізу знесірченого вугілля: 1 UA 91659 U   5 10 15 d вміст загальної сірки S t - 2,00 % мас. (ступінь вилучення загальної сірки - 71,2 %); вміст a d dat вологи (W ) - 1,4 % мас; зольність (A ) - 28,7 % мас; вміст летких речовин (V ) - 25,5 % мас. (табл. 4). Вміст SO2 в газах знесірчення - 2,58 % об. (табл. 5). Приклад 3 Проводили знесірчення енергетичного кам'яного вугілля марки П (табл. 1) в умовах поданих, в табл. 2. Вихід знесірченого вугілля - 90,91; смоли розкладу - 1,66; газів знесірчування 79,66 % мас на сировину (табл. 3). Результати аналізу знесірченого вугілля: вміст загальної a d сірки S t - 1,12 % мас. (ступінь вилучення загальної сірки - 75,0 %); вміст вологи (W ) - 1,0 % d daf мас; зольність (A ) - 45,4 % мас; вміст летких речовин (V ) - 15,8 % мас. (табл. 4). Вміст SO2 в газах знесірчення - 3,80 % об. (табл. 5). Приклад 4 Проводили знесірчення енергетичного рядового (Р) вугілля відібраного, на Добротвірській ТЕС (табл. 1) в умовах, поданих в табл. 2. Вихід знесірченого вугілля - 83,02; смоли розкладу 11,80; газів знесірчування - 17,93 % мас на сировину (табл. 3). Результати аналізу знесірченого d вугілля: вміст загальної сірки S t - 0,60 % мас. (ступінь вилучення загальної сірки - 68,8 %); d d daf вміст вологи (W ) - 1,2 % мас; зольність (A ) - 12,5 % мас; вміст летких речовин (V ) - 29,1 % мас. (табл. 4). Вміст SO2 в газах знесірчення - 5,60 % об. (табл. 5). Таблиця 1 Характеристика вихідних зразків енергетичного кам'яного вугілля Вихід летких, daf V % мас. Теплота згоряння, daf Q кДж/кг 11,4 37,7 22,0 Вміст Зольність, a вологи, W , d A , % мас. % мас. Вміст сірки, % мас, загальної, піритної, органічної, сульфатної, d Sp d So d SSO 29330 3,98 2,34 0,54 1,10 36,7 4,50 1,17 1,30 1,87 43,1 16,5 4,48 3,81 0,55 0,12 24,4 Марки Д 4,9 Марки Ж 1,9 Марки П 1,0 Р 2,8 Sd t 35,8 1,92 1,52 0,30 0,10 4 Таблиця 2 Оптимальні умови оксидаційного знесірчення зразків енергетичного кам'яного вугілля Температура, °C Марки Д 420 Марки Ж 445 Марки П 445 Р 435 Відношення Лінійна витрати ППС Концентрація 3 Тривалість, хв Швидкість (м /год.) до водяної пари в руху ППС, м/с маси вугілля ППС, % об. 3 (кг), м /(год.·кг) Розмір зерна мм 19,5 0,025 1,72 65,0