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洁净煤技术考试要点

4.煤的热稳定性
煤的热稳定性是指煤在燃烧和气化过程中对热的稳定程度,即煤块在高温状态下保持原来粒度的能力。对于使用块煤作原料的固定床气化工艺来说,煤的热稳定性差将会增加煤料层内气体流动的阻力和带出物量,降低气化效率。
5.煤的机械强度
煤的机械强度是指煤块的抗碎、耐磨及抗压等综合性物理和机械性能。它涉及煤在输送和气化过程中能否保持所要求的粒度和筛分组成,机械强度较低的煤不能直接作为固定床气化的原料。
型煤质量标准测定方法
水分、灰分、灰熔融性、热强度、热稳定性、反应性、结渣性、转鼓强度、耐水强度
5.水煤浆制煤的意义,水煤浆的特点,质量要求,如何实现级配
意义:它可以象油一样运输、储存、雾化和稳定着火燃烧,其热值相当于燃料油的一半,因而它可以直接替代燃煤、燃油作为工业锅炉和电站锅炉的直接燃料;水煤浆还是理想的气化原料,产生的煤气可以用于煤化工或联合循环发电;特制精细水煤浆可以作为燃气轮机的燃料
烟气脱硝技术的发展滞后于烟气脱硫技术,目前发达国家已开发出的具有工业应用价值的烟气脱硝技术主要有选择性非催化还原工艺(SNR)和选择性催化还原工艺(SCR)。
碳捕集与封存(Carbon Capture and Storage,简称CCS,也被译作碳捕获与埋存、碳收集与储存等)是指将大型发电厂所产生的二氧化碳(CO2)收集起来,并用各种方法储存以避免其排放到大气中的一种技术。这种技术被认为是未来大规模减少温室气体排放、减缓全球变暖最经济、可行的方法
2.煤的粘结性
煤的粘结性是指煤被加热到一定温度时,受热分解而先变为塑性状态,然后煤粒之间受膨胀压力的作用再相互粘结在一起的程度。它会影响气体在料层内流动的通畅性与在料层截面上分布的均匀性。传统煤气化用煤采用弱粘结性的煤
3.煤的结渣性
煤的结渣性是指煤中矿物质在燃烧和气化过程中由于灰分的软化熔融而形成渣块的能力。容易结渣的煤不宜作为气化原料。一般来说,煤的灰熔点(ST)越低,越容易结渣,因此,固态排渣气化工艺通常要求ST≥1250ºC。
2保证燃煤特性与用煤设备设计参数相匹配,提高设备热效率,节约煤炭;
3通过“均质化”来保证燃煤质量的稳定,保证用煤设备正常、高效运行;
4按不同地区对大气环境、水质要求,将不同品质煤相互配合,最大限度满足环保要求。
原理
关键技术:如何实现计算机控制各种指标的优化
9.燃煤污染物的种类,及处理污染物的方法,二氧化碳的捕集与封存
黏结剂成型机理
黏结剂成型是粉煤在外加黏结剂下,在一定外力作用下压制成型
黏结剂的作用
使煤粒很好的润湿达到黏质分子和煤的真正接触起着润湿与桥接的作用,产生机械结合力和物理化学结合力
成型影响因素有成型压力、煤粉粒度、成型水分
原料煤水的作用
原料煤水分在5%~12%时得到的型煤强度最高
作用是水分越多黏结剂在煤粉中的分散越有利,否则黏结剂只能在局部发挥作用
酸性气体脱除方式原理
粗煤气中脱除酸性气体方法分为干法和湿法两类
干法工艺采用固体吸收剂或吸附剂,主要有氧化铁法、氧化锌法和活性炭法。其特点:脱除效率高,工艺简单。而且干法工艺一般用于脱硫,对CO2脱除效果不是很明显
13.地下气化的意义,过程,概念
煤的地下气化是指直接向地下煤层中注入气化剂而使煤在地下转变成煤气后再将其排上地面加以利用的煤气化过程。它将煤的开采与气化集中为一个过程,将地下煤层中所含的有效能量以最清洁的方式输出地面,而将残渣等废物留在地下,从而大大减轻了煤炭开采与地上气化过程造成的环境污染
在钻孔1底部点火后,由钻孔1通入气化剂,则在钻孔1底部形成一个燃烧区,其燃烧层面称为火焰工作面。产生的高温气体沿通道3向前渗透,同时把携带的热量传给周围的煤层,从而在气化通道中相继形成燃烧区(Ⅰ)、还原区(Ⅱ)、干馏区(Ⅲ)和干燥区(Ⅳ)。气化产生的煤气从钻孔2导出地面
灰分:煤料中的灰分往往是影响气化正常进行的主要原因之一。煤中的灰分既因其影响灰渣含碳而造成碳损失,又因其为惰性成分而造成气化效率降低和气化炉生产能力的浪费。特别是固定床气化时,灰分是造成炉内“结疤”的主要原因。
硫分:煤中的硫分包括有机硫和无机硫,气化过程中,煤中的硫主要以H2S形式及少量的COS和CS2等形式转入煤气中。含硫气体是产品煤气中的有害杂质,须在送用户前净化脱除。
4燃油锅炉改烧水煤浆投资低于改烧粉煤。水煤浆代油可充分利用原有设备,生产流程简化,投资省。
8.动力配煤发展意义,原理,概念及关键技术
概念
根据工业锅炉对煤质的特定要求,将几种不同性质的单煤种,按一定比例进行配合而得到一种对锅炉燃烧最有利的燃料煤,就称为动力配煤
动力配煤的作用和意义
1在满足燃煤设备对煤质要求的前提下,采用动力配煤技术可最大限度利用低热值煤,或充分利用当地煤炭资源;
二氧化碳的捕集方式主要有三种:燃烧前捕集(Pre-combustion)、富氧燃烧(Oxy-fuel combustion)和燃烧后捕集(Post-combustion)。
二氧化碳的封存
地质储存
海洋储存
生物储存
矿物储存
CO2的利用
10.煤炭气化三要素,气化过程发生的化学反应及种类与有害元素的去向
煤炭气化时必须具备三个条件:气化炉、气化剂、供给热量
煤气化的分类
煤炭气化工艺可按压力、气化剂、气化过程、供热方式等进行分类
1.按供热方式分类自供热气化方式、间接供热气化方式、加氢气化方式、热载体供热方式
2.按气化炉内煤料与气化剂接触方式分类固定床气化、流化床气化、气流床气化、熔浴床气化
3.按气化过程排灰方式分固态排渣气化、液态排渣气化
4.按气化过程是否连续分连续气化、间歇气化
3.结合煤炭特征、结构组成,从煤炭形成过程和利用途径两方面说明为什么要发展洁净煤
4.型煤的定义,成型机理,黏结剂的作用,原料煤中水在成型过程的要求和作用
型煤是指按照一定粒度要求,将一种或几种煤粉在有或无黏结剂存在的条件下,经过一定压力作用,加工制成具有一定的外形和物理化学性质的煤炭制品。
成型机理有无黏结剂成型和黏结剂成型两种
7.煤中水分、灰分和硫分
水分:原料煤的水分对气化过程的稳定运行和热效率有直接影响,且水分越低,越有利于气化。
固定床气化时,煤料中水分必须保证气化炉顶部出口煤气温度高于其露点温度;
流化床和气流床气化时,为了使煤料在破碎、筛分、输送及加料时能保持自由流动,要求煤料的水分应<5%。特别是采用干法加料的气流床气化,要求煤料的水分<2%。
水煤浆的特点
流变性、触变性、雾化性、燃烧特性、环境特性
质量要求
水煤浆的黏度、水煤浆中煤炭颗粒粒度和粒度分布、水煤浆的水分、水煤浆的稳定性、水煤浆的密度
如何实现级配
保证煤炭颗粒间有足够的相对流动性的前提下,尽可能减少颗粒间空隙,提高固体占有率即堆积效率,只有较高的堆积效率才能用少量的水就能使浆体流动,实现制备高浓度水煤浆的目的,即级配技术
煤炭转化(气化、液化、燃料电池等);
污染排放控制与废弃物处理(烟气净化、粉煤灰综合利用、矿区污染控制:包括煤矸石、煤层气、矿井水与煤泥水的治理等)
2.发展洁净煤的意义
煤炭一向被称为“肮脏”的能源,它是造成环境污染的一个重要因素,发展洁净技术将是使煤炭成为高效、洁净、安全、可靠的能源。可有效减少原料煤的含灰量和含硫量,实现燃烧前脱硫降灰同时还可以减少煤炭的无效运输;采用先进的煤炭燃烧技术,可以有效提高燃烧效率实现燃烧中脱硫;发展洁净煤技术,在充分利用我国煤炭资源的前提下,不仅可以解决环境污染问题,也可以将煤炭转化为油气和化学品,这样可以缓解我国石油和天然气供应不足的问题保障国家的能源安全;对于改善终端能源结构,形成循环经济的产业链,实现能源、经济、环境的协调发展起到促进作用
SO2、NOx、颗粒物和CO2
常见的烟气净化技术包括除尘技术、烟气脱硫技术和烟气脱硝技术等
烟气净化就是基于以上污染物的物理、化学性质的特点来进行的。利用烟气中飞灰颗粒与烟气密度及电性质的差异,可以用水膜除尘器、袋式除尘器和电除尘器等来净化除去飞灰
根据SO2性质和特点,可将烟气脱硫技术分为湿法和干法两种。湿法是用石灰石淋洗烟气,SO2会变成亚硫酸钙或硫酸钙的浆状物而除去。干法主要有喷雾干燥法、喷干石灰粉法和活性碳吸附法
6.煤的粒度分布
不同气化工艺对所用原料煤的粒度要求不同。固定床气化要求使用13~100mm的块煤,且煤的粒度尽可能均匀;流化床气化要求使用0~8mm的粉煤,且按煤料中的最大颗粒确定气体在气化炉内的流速;气流床和熔浴床气化分别要求使用<0.1mm和<6mm的煤粉和细粒煤,且根据煤料中的最大颗粒确定煤料在气化炉内的停留时间
6.水煤浆制煤的添加剂及种类
水煤浆添加剂,按其功能不同,有分散剂、稳定剂及其他一些辅助化学药剂,如消泡剂、pH调整剂、防酶剂、表面改性剂及促进剂等多种。其中不可缺少的是分散剂与稳定剂
7.水煤浆的应用和燃烧阶段
水煤浆燃烧特性
水煤浆作为一种代油燃料,可以代替重油和原油用于锅炉和各种窑炉燃烧,其主要优点在于:
无黏结剂成型
无黏结剂成型的机理有多种说法,如沥青质假说、腐植酸假说、毛细孔假说、胶体假说、分子黏合假说。例如沥青质假说认为煤中的沥青质是引起煤颗粒间黏结成型的主要物质,煤在加压成型的过程中,由于煤粒间相对位移,颗粒间的相互挤压与摩擦产生热量使沥青质软化成具有黏结性的塑性物质,从而将煤粒黏结在一起,在外力作用下变成型煤
5.按所处位置分地面气化、地下气化
煤中存在的其它元素如:硫、氮等,也会与气化剂发生反应,在还原气氛下生成H2S、N2、NH3等物质
11.气化床对原料的要求
气流床气化的特点:(1)煤种适应性强;(2)由于煤粉在气化炉内停留时间短,为了提高反应速度,常采用纯氧或水蒸气作为气化剂;(3)由于高温下不利于CH4的生成,所以气流床气化煤气中,主要成分为CO(58%~62%),其次为H2和CO2;(4)在气流床的高温下,粉煤的干馏产物全部分解,粗煤气中不含焦油、酚和烃类液体等,其主要杂质是H2S和少量的COS,有利于简化后续的净化操作。
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