Introducción detallada a la quema de carbón

El carbón es un mineral que puede utilizarse como combustible o como materia prima industrial. Es un mineral sólido negro compuesto de carbono, hidrógeno, oxígeno, nitrógeno y otros elementos que cambia las propiedades físicas y químicas de las plantas antiguas mediante procesos bioquímicos y geológicos.

El carbón se utiliza como combustible ya hace 800 años. El carbón ha sido ampliamente utilizado como combustible para la producción industrial, a partir de la Revolución Industrial a finales del siglo XVIII. Con la invención y el uso de las máquinas de vapor, el carbón se utilizó ampliamente como combustible para la producción industrial, aportando una productividad sin precedentes a la sociedad y promoviendo el desarrollo de la industria. Con esto se desarrollaron las industrias del carbón, el acero, la química, la minería y la metalurgia, entre otras. El carbón tiene un alto poder calorífico y el poder calorífico del carbón estándar es de 7000 kcal/kg. Además, el carbón tiene abundantes reservas en la Tierra, está ampliamente distribuido y, en general, es relativamente fácil de extraer, por lo que se utiliza ampliamente como combustible en diversas producciones industriales.

Además de utilizarse como combustible para obtener calor y energía cinética, el carbón es más importante para producir coque para metalurgia y petróleo artificial, es decir, alquitrán de hulla, un producto líquido de la carbonización del carbón a baja temperatura. . Se pueden producir miles de productos químicos a partir del carbón después del procesamiento químico, por lo que también es una materia prima química muy importante. Por ejemplo, bastantes plantas medianas y pequeñas de fertilizantes nitrogenados en mi país utilizan carbón como materia prima para producir fertilizantes químicos. El carbón en mi país se utiliza ampliamente como materia prima para diversas industrias. La construcción de bases industriales de carbón a gran escala desempeña un papel importante en la formación y el desarrollo de las bases industriales y regiones económicas integrales de mi país.

Además, el carbón suele contener muchos elementos radiactivos y raros, como uranio, germanio, galio, etc. Estos elementos radiactivos y raros son materias primas importantes para las industrias de semiconductores y energía atómica.

El carbón juega un papel importante en la industria moderna, ya sea industria pesada o industria ligera, industria energética, industria metalúrgica, industria química, industria de maquinaria, industria textil ligera, industria alimentaria y industria del transporte; Todo tipo de sectores industriales consumen una cierta cantidad de carbón en cierta medida, por lo que algunas personas llaman al carbón el "verdadero alimento" de la industria.

Nuestro país es uno de los países con mayores recursos carboníferos del mundo. No sólo cuenta con grandes reservas y una amplia distribución, sino que además cuenta con una completa gama de tipos y una excelente calidad de carbón, lo que proporciona unos beneficios sumamente favorables. condiciones para la modernización industrial de mi país. Desulfurización de la combustión de carbón

1. Tecnología de desulfuración del carbón antes de la combustión

Es principalmente lavado y desulfurización del carbón, es decir, el carbón se purifica antes de la combustión para eliminar parte del azufre y las cenizas. en el carbón crudo. Dividido en métodos físicos, métodos químicos y métodos microbiológicos.

1. Método físico: se refiere principalmente a la preparación del carbón por gravedad, que utiliza la diferencia de densidad entre la materia orgánica y la pirita del carbón para separarlas. Los factores que influyen en este método incluyen principalmente el tamaño de las partículas de trituración del carbón y el estado del azufre. Los métodos principales incluyen la preparación de carbón con jigging, la preparación de carbón para medios pesados, la preparación de carbón eólico, etc.

2. Método químico: Se puede dividir en método físico químico y método químico puro. El método físico y químico es la flotación; el método químico también incluye desulfuración alcalina, desulfuración de gases, pirólisis e hidrodesulfuración, desulfuración por oxidación, etc.

3. Método microbiano: Una nueva tecnología de bioingeniería aplicada a la industria del carbón basada en la lixiviación bacteriana de metales que puede eliminar el azufre orgánico y el azufre inorgánico del carbón.

La tasa actual de lavado de carbón de mi país es relativamente baja, alrededor del 20%, en comparación con el 42% en Estados Unidos, el 94,9% en el Reino Unido, el 88,7% en Francia y el 98,2% en Japón. Se espera que aumentar la tasa de lavado del carbón mejore significativamente la contaminación por dióxido de azufre procedente de la quema de carbón. Sin embargo, el lavado físico sólo puede eliminar el 80% del azufre inorgánico del carbón, lo que representa entre el 15% y el 30% del contenido total de azufre del carbón. No puede cumplir con los requisitos para controlar la contaminación por dióxido de azufre procedente de la quema de carbón, por lo que sólo puede eliminarse. Se utiliza como medio auxiliar para la desulfuración por combustión de carbón.

2. Tecnología de desulfuración del carbón durante la combustión

Durante el proceso de combustión del carbón, se añade piedra caliza o dolomita como desulfurante. El carbonato de calcio y el carbonato de magnesio se descomponen mediante el calor para generar óxido de calcio y magnesio. óxido, que reacciona con el humo. El dióxido de azufre del gas reacciona para formar sulfato, que se descarga con las cenizas. Hay dos tecnologías principales de desulfuración utilizadas en el proceso de combustión en mi país: la fijación de azufre del carbón y la tecnología de desulfuración por combustión en lecho fluidizado.

1. Tecnología de fijación de azufre del carbón: se tamizan y mezclan diferentes materias primas según una determinada proporción, se trituran y se mezclan con aglutinantes pretratados y agentes fijadores de azufre, y se extruyen a través de equipos mecánicos. Después de formar y secar, se obtiene el acabado. Se puede obtener briquetas industriales fijadoras de azufre con cierta resistencia y forma. Los agentes fijadores de azufre incluyen principalmente piedra caliza, mármol, escoria de carburo, etc. La cantidad añadida depende del contenido de azufre.

La quema de briquetas puede reducir en gran medida la concentración de dióxido de azufre, monóxido de carbono y polvo de humo en los gases de combustión, ahorrando carbón y los beneficios económicos y ambientales son considerables. Sin embargo, en aplicaciones industriales prácticas, el retraso en la ignición de las briquetas y el apagado y encendido. Se debe resolver la cuestión del apagado del horno causado por un funcionamiento inadecuado.

2. Tecnología de desulfuración por combustión en lecho fluidizado: agregue carbón y adsorbente al lecho de la cámara de combustión y sople aire desde el fondo del horno para suspender el lecho para la combustión fluidizada, formando condiciones de mezcla turbulentas y prolongándolas. Se reduce el tiempo de residencia, mejorando así la eficiencia de la combustión. El proceso de reacción consiste en que el azufre del carbón se quema para generar dióxido de azufre y, al mismo tiempo, la piedra caliza se calcina y se descompone en óxido de calcio poroso. El dióxido de azufre llega a la superficie del adsorbente y reacciona, logrando así la desulfuración. efecto. Los principales factores que influyen en la desulfuración por combustión en lecho fluidizado incluyen la relación calcio-azufre, la temperatura de calcinación, el tamaño de las partículas, la estructura de poros del desulfurador y el tipo de desulfurador. Para mejorar la eficiencia de desulfuración, se pueden utilizar los siguientes métodos:

(1) Mejorar el diseño y las condiciones operativas del sistema de combustión

(2) Precalcinación del agente desulfurante

( 3) Utilizar aditivos, como carbonato de sodio, carbonato de potasio, etc.

(4) Desarrollar nuevos desulfurantes

3. Postcombustión tecnología de desulfuración de gases de combustión

Gases de combustión El principio básico de la desulfuración es la reacción de neutralización ácido-base. El dióxido de azufre en los gases de combustión es una sustancia ácida que reacciona con sustancias alcalinas para generar sulfito o sulfato, eliminando así el dióxido de azufre de los gases de combustión. Las sustancias alcalinas más utilizadas son la piedra caliza, la cal viva y la cal apagada. También se pueden utilizar otras sustancias alcalinas como el amoníaco y el agua de mar. ***Se divide en tres categorías: tecnología de desulfuración de gases de combustión húmedos, tecnología de desulfuración de gases de combustión secos y tecnología de desulfuración de gases de combustión semisecos. Se presentan de la siguiente manera:

1. tecnología

La tecnología de desulfuración de gases de combustión húmedos significa que el absorbente es líquido o lodo. Dado que es una reacción gas-líquido, la velocidad de reacción es rápida, la eficiencia es alta y la tasa de utilización del agente desulfurante es alta. Las principales desventajas de este método son la contaminación secundaria de las aguas residuales de desulfuración; el sistema es fácil de incrustar y corroer; el costo de inversión inicial del equipo de desulfuración es alto y el costo de operación es alto;

(1) Tecnología de desulfuración de gases de combustión de piedra caliza y yeso

Esta tecnología utiliza lodo de piedra caliza como desulfurizador para rociar y lavar los gases de combustión en la torre de absorción, de modo que los gases de combustión El dióxido de azufre reacciona para generar sulfito de calcio y se sopla aire en la suspensión en la torre de absorción para forzar que el sulfito de calcio se convierta en sulfato de calcio. El subproducto del desulfurizador es el yeso. El sistema incluye un sistema de intercambio de calor de gases de combustión, un sistema de desulfuración de torre de absorción, un sistema de preparación de lodo desulfurizador, un sistema de deshidratación de yeso y un sistema de tratamiento de aguas residuales. Debido a que la piedra caliza es barata y fácil de transportar y almacenar, se ha convertido en el principal desulfurizador en el proceso de desulfuración de gases de combustión húmedos. La tecnología de desulfuración de gases de combustión de piedra caliza y yeso se ha convertido en el proceso de desulfuración de gases de combustión húmedos preferido. Este método tiene una alta eficiencia de desulfuración (más del 95%) y una alta confiabilidad de trabajo. Sin embargo, este método es propenso a obstrucciones y corrosión, y las aguas residuales de desulfuración son difíciles de tratar.

(2) Tecnología de desulfuración de gases de combustión de amoníaco

El principio de este método es utilizar agua con amoníaco como absorbente de desulfuración. El agua de amoníaco y los gases de combustión se ponen en contacto y se mezclan en el. torre de absorción. El dióxido de azufre reacciona con el amoníaco para formar sulfito de amonio, que se oxida para formar una solución de sulfato de amoníaco. Después de la cristalización, deshidratación y secado, se puede producir sulfato de amoníaco (fertilizante). La velocidad de reacción de este método es mucho más rápida que la del método de piedra caliza y yeso y no hay estructura ni obstrucción.

Además, la tecnología de desulfuración húmeda de gases de combustión también incluye el método de sodio, el método de desulfuración con doble álcali y el método de desulfuración de gases de combustión de agua de mar. La selección real debe basarse en la fuente del absorbente, las condiciones locales específicas y las ventas. de subproductos.

2. Tecnología de desulfuración de gases de combustión semisecos

Introduce principalmente el método de secado por pulverización rotativa. Este método es un proceso desarrollado conjuntamente por Estados Unidos y Dinamarca. En comparación con el proceso de desulfuración de gases de combustión, este método tiene las características de equipo simple, bajos costos de inversión y operación, espacio reducido, etc., y la tasa de desulfuración de gases de combustión alcanza el 75% -90%.

Este método utiliza el principio de secado por aspersión para atomizar la suspensión absorbente y rociarla en la torre de absorción. En la torre de absorción, el absorbente reacciona químicamente con el dióxido de azufre en los gases de combustión y absorbe el calor en los gases de combustión para evaporar y secar el agua en el absorbente. Una vez completada la reacción de desulfuración, los residuos residuales se descargan en un lugar seco. forma. Este método incluye cuatro pasos: 1) preparación del absorbente; 2) atomización de la suspensión absorbente; 3) mezcla de partículas de niebla con gas de combustión, absorción de dióxido de azufre y secado; 4) descarga de residuos de desulfuración. Este método generalmente utiliza cal viva como absorbente.

Después del apagado, la cal viva se convierte en cal apagada con buena capacidad de reacción. La lechada de cal apagada se pulveriza en gotas de niebla uniformes mediante un atomizador giratorio de alta velocidad con una velocidad de hasta 15.000 a 20.000 r/min. menos de 100 micrones y tiene una gran superficie una vez que las gotas entran en contacto con los gases de combustión, se producirá un fuerte intercambio de calor y una reacción química, que evaporará rápidamente la mayor parte del agua y producirá desechos sólidos con muy poco contenido de agua.