高硫煤与印染废水制浆及燃烧脱硫的试验研究.docx

高硫煤与印染废水制浆及燃烧脱硫的试验研究针对目前国内外高硫煤清洁利用和印染废水处理的技术难题利用高硫煤和印染废水制备高硫煤浆并在水煤浆锅炉进行试烧考察了印染废水的加入对煤浆燃烧后SO2排放量的影响并分析了印染废水加入后的脱硫机理。结果表明：废水煤浆的表观黏度比清水煤浆的表观黏度有明显降低且在最优燃烧条件下总脱硫率分别为24%和22.7%具备较好的脱硫效果。利用高硫煤与印染废水制浆既解决了高硫煤和印染废水的利用难题又有利于后续的烟气脱硫工艺具备广阔的应用前景。关键词：高硫煤印染废水水煤浆燃烧脱硫印染废水是加工棉、麻、化学纤维及其混纺产品的印染厂排出的废水。印染废水水量较大印染加工1t纺织品耗水100~200t其中80%~90%的水会成为废水。印染废水主要含有人工合成有机物(染料、助剂等)、天然有机物其中还有一定量的难生物降解物质如羧甲基纤维素、表面活性剂、萘酚类、芳香族胺等。由于生产过程当中使用的染料、助剂等化工原料种类较多印染废水水质差别较大。纺织印染废水具备生化需氧量高、色度高、pH值高、难生物降解、多变化的“三高一难一变”的特点属难处理工业废水之一。废水中残存的染料组分即使浓度很低排入水体也会造成水体透光率和气体溶解度的降低影响水中各种生物的生长破坏水体纯度和水生生物的食物链最终导致水体生态系统的破坏。因此经济有效地处理印染废水一直是环保领域的重点研究课题。高硫煤中硫的存在极大地限制了其开采和使用。煤中的硫对炼焦、气化、燃烧等过程均属于有害杂质炼焦时煤中的硫会使钢铁热脆；煤作为气化燃料时产生的SO2会腐蚀设备；煤燃烧过程当中释放出的SO2对环境会造成严重的污染。但高硫煤也是我国重要的资源之一已探明的储量达620亿t约占煤炭总储量的1/4。目前大部分企业均采用洗选加工脱硫和烟气脱硫等方法脱除高硫煤中的硫。燃料水煤浆是一种新型的低污染、高效率、可管道输送的代油煤基洁净燃料目前大部分企业均利用原水或污染性较小的水来制备水煤浆供锅炉燃烧。因此探索高硫煤与印染废水制浆综合脱硫技术具备重要的意义一方面可减少印染废水对环境的污染节省较清洁的工业原水；另一方面印染废水中的碱性物质又有可能促进脱除高硫煤中的硫减少烟气中的SO2含量降低处理费用。崇立芹利用精炼废水、染色废水和一段沉淀池废水与良庄煤进行了成浆性试验验证了染色废水具备一定的降黏作用并研究了其燃烧特性对其脱硫机理进行了分析。王卫东等研究了印染生产中2种退浆剂与3种不同浆料产生的退浆废水对水煤浆成浆性能的影响发现不同生产工艺产生的印染废水对水煤浆成浆特性的影响有差异。陈占文等通过综合对比大量燃煤锅炉和水煤浆锅炉的烟气排放特征分析了水煤浆锅炉的脱硫过程但未对水煤浆锅炉不同工况下的燃烧特征进行系统研究。上述主要是研究印染废水对某种煤成浆特性的影响对燃烧过程的脱硫作用也仅停留在理论计算和分析上并无试验验证且对印染废水在水煤浆燃烧过程当中固硫作用的研究尚少。笔者针对目前国内外高硫煤清洁利用和印染废水处理的技术难题利用高硫煤和印染废水制备高硫煤浆并在水煤浆锅炉进行试烧考察印染废水的加入对煤浆燃烧后SO2排放量的影响并分析印染废水加入后的脱硫机理。试验地点为福建某水煤浆研发与生产应用示范基地现有2条环保水煤浆生产线实际年产能达70万t自用27万t具备外供水煤浆43万t的能力运转安全稳定。该基地以水煤浆为燃料采用低氮燃烧技术烟气脱硫脱硝(SNCR+SCR)技术利用蒸汽余压发电实现热电联产。1主要试验原料及仪器制浆用煤取自四川中梁山及贵州桐梓两地均为中高硫煤；制浆用水为制浆原水及印染废水印染废水取自该基地内某印染厂为沉淀池中的印染厂各生产工序的混合污水；制浆用添加剂取自福建某添加剂厂为萘系水煤浆添加剂。试验用煤经TJCPS-180×150缩分机缩分取样按照GB/T474—2008《煤样的制备方法》、GB/T212—2008《煤的工业分析方法》对煤进行工业分析、元素分析、全硫及发热量分析；水煤浆质量利用NXS—4C型水煤浆黏度仪按GB/T18856.4—2008《水煤浆试验方法第4部分：表观黏度测定》进行测定。2种煤样的煤质分析及废水的水质分析分别见表1和表2。对该废水蒸干后的黑色晶状物进行了焙烧经检测黑色烘干晶状物焙烧渣溶于水水溶液呈碱性对烧渣进行了X射线衍射分析结果见表3。2制浆过程现场共2台棒磨机单台处理干煤能力30t/h；2台立式超细研磨机容量5000L单台处理干煤能力2.5t/h；煤浆储罐3套；水煤浆锅炉2台(100t/h)。为了消除棒磨机及水煤浆锅炉自身工况可能对试验产生的影响只选取了1号棒磨机、1号超细研磨机及1号锅炉进行试验。分别利用普通生产用水和印染废水与2种煤制浆采用分级研磨工艺四川煤和贵