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        煤中汞在分選過程中的遷移與脫除規(guī)律研究

        2017-11-20 16:55:08孟令麗王愛卿
        山東工業(yè)技術(shù) 2017年22期
        關(guān)鍵詞:煤料精煤原煤

        孟令麗+王愛卿

        摘 要:我國的能源擁有量占世界能源的25%,是名副其實(shí)的能源大國,由于第二產(chǎn)業(yè)仍然居于我國產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的核心,人們對(duì)于基礎(chǔ)能源的需求量仍然存在,以煤礦、石油、天然氣為主導(dǎo)的各類能源依然有著其重要的作用與意義。但是隨著我國環(huán)境問題愈加嚴(yán)重,由燃煤所產(chǎn)生的污染也逐漸為人們所關(guān)注,于是我國能源產(chǎn)業(yè)開始了新一輪的改革與創(chuàng)新。

        關(guān)鍵詞:煤礦;汞;遷移和脫除

        DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.22.055

        0 引言

        在我國煤礦加工制造企業(yè)在對(duì)煤進(jìn)行精加工時(shí),都會(huì)把微量元素的清除作為一項(xiàng)重要的工程之一,這是因?yàn)榇置涸诓煌耆紵龝r(shí),會(huì)產(chǎn)生各種生產(chǎn)垃圾,以其中的汞元素為例,它會(huì)造成土壤污染、大氣污染等多種形式的危害,給自然環(huán)境和人類的安全造成不小的隱患,不僅如此,因?yàn)楣夭豢山到?,還極有可能沉積在土壤之中,參與地球循環(huán),造成全球化的危機(jī)。

        1 煤脫汞實(shí)驗(yàn)

        在精煤提純工藝中,如何完成汞的遷移和脫除,是工藝的重點(diǎn)。所以本文采取相關(guān)的煤脫汞實(shí)驗(yàn),來研究汞的遷移規(guī)律。我們采取山西的原煤進(jìn)行實(shí)驗(yàn),將煤按照原煤、精煤等分類,按照煤礦的大小進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。本文研究了每一種煤中汞含量的多少,并針對(duì)于汞含量的多少,進(jìn)行了相關(guān)的脫媒方案預(yù)估,準(zhǔn)備了專門測算和吸收汞的設(shè)備,開始實(shí)驗(yàn)[1]。

        在具體的實(shí)踐中,煤礦的脫汞過程按照以下步驟進(jìn)行,首先應(yīng)進(jìn)行原煤的入洗工作,再將煤礦放入淘汰機(jī)中把煤中的石塊矸石篩選出來,然后再進(jìn)行更為精密的加工篩選。通過工藝設(shè)備將中煤分離出來,利用重介旋流器對(duì)精煤進(jìn)行下一層的分離,分離出精煤與中煤。一般在實(shí)踐中,還需要用到的設(shè)備有浮選機(jī),它的精度較高,物理分離水平也比較高,所以通常會(huì)用來分離煤中的汞,并為實(shí)際生產(chǎn)生活提供借鑒和思考。

        分離設(shè)備的作用機(jī)理為讓設(shè)備處于高速運(yùn)轉(zhuǎn)之下,它會(huì)由于重力因素,產(chǎn)生離心力,通過離心力產(chǎn)生的壓力,來將煤礦中的煤與汞分離[2]。

        2 遷移規(guī)律與特性

        (1)富集。煤的富集含量可以利用其與地殼中煤的質(zhì)量的比例來表達(dá),在生產(chǎn)實(shí)踐中一般會(huì)認(rèn)為這個(gè)指數(shù)的值趨于一個(gè)大于6的穩(wěn)定值時(shí),才可以以此作為研究煤礦資源的標(biāo)準(zhǔn)。計(jì)算公式如下所示:

        煤的富集程度=煤量/煤的地殼含量

        煤的富集程度=煤量/煤的世界含量

        通過以上數(shù)據(jù),結(jié)合所選山西煤礦的具體位置,我們發(fā)現(xiàn),無論是針對(duì)于世界,還是針對(duì)于地殼表面運(yùn)動(dòng),山西煤礦資源均屬于密集狀態(tài),是煤礦挖掘的重要地點(diǎn)之一。通過對(duì)山西煤礦中的汞含量進(jìn)行抽取調(diào)查,將其中含汞量較多的煤礦挑選出來,發(fā)現(xiàn)在全國范圍內(nèi),山西煤礦的含汞量屬于較低水平。這就引發(fā)了下一個(gè)問題的討論,煤中的汞是否可以發(fā)生遷移作用,通過對(duì)煤遷移作用的研究,是否能有效地脫去煤中的汞。

        (2)遷移。在上述的煤脫汞試驗(yàn)中,我們對(duì)煤做了分級(jí)處理,并通過設(shè)備進(jìn)行了脫汞實(shí)驗(yàn),以此來觀察汞的遷移,最終實(shí)驗(yàn)表明,在實(shí)際的操作中,精煤的汞含量呈直線下降趨勢,基本上達(dá)不到對(duì)人的危害作用,這已經(jīng)預(yù)示了脫汞成功。但是剩余的粗煤中,汞含量卻很少有減少的情況,反而還出現(xiàn)了汞含量不降反增的情況,我們應(yīng)用數(shù)學(xué)規(guī)律對(duì)煤的百分比含量進(jìn)行了測算,方法如下:

        汞含量降低程度=(脫汞前煤的汞含量-脫汞后煤的汞含量)/脫汞前煤中汞含量

        通過實(shí)踐表明,煤主要傾向于從有機(jī)礦產(chǎn)向無機(jī)物中遷移。在實(shí)踐中,可以通過煤的洗選工藝對(duì)其進(jìn)行脫汞,降低煤中汞的含量,我們通過上述表1可以看出,精煤的脫汞率為正,且高達(dá)半數(shù)以上,說明汞的脫除在精煤中更有效果[3]。不僅如此,我們還可以看出煤的狀態(tài)、大小等因素和脫媒有著正相關(guān)的關(guān)系,顆粒越細(xì)小,脫汞越容易。但是同樣值得注意的是,汞從精煤中脫離后,進(jìn)入了洗選產(chǎn)品中。洗選產(chǎn)品就是煤的半成品,這些煤的半成品經(jīng)常會(huì)被個(gè)別廠家,用來以次充好,以相對(duì)較低的價(jià)格進(jìn)行出售。通過表1,我們可以看出這類煤中,汞的含量相比于原煤來說都是較高的,如果投入使用,不僅危害使用者的生命,對(duì)于自然環(huán)境來說,也是一種無形的破壞。在實(shí)際的生產(chǎn)工作中,煤料生產(chǎn)廠家,會(huì)將煤料中汞含量過度超標(biāo)的煤料進(jìn)行進(jìn)一步的處理,而不會(huì)讓其殘留在設(shè)備之中,也不會(huì)直接將其當(dāng)做燃料進(jìn)行燃燒,這也是一種對(duì)環(huán)境負(fù)責(zé)的積極態(tài)度。

        (3)機(jī)理。在煤料的遷移機(jī)理研究中,依然應(yīng)將重點(diǎn)放在第一點(diǎn)中所談到的富集作用上,煤容易在無機(jī)礦物中富集,那么無機(jī)礦物的使用量就是煤料遷移的重要因素。

        可見,平均密度大于2.3的汞的分布最多,所以在實(shí)驗(yàn)中,應(yīng)按照密度對(duì)其進(jìn)行分類,再進(jìn)行脫汞,能起到事半功倍的效果。又因?yàn)樯轿髅旱V中的煤無機(jī)態(tài)存在多,所以在脫汞技術(shù)實(shí)踐中,煤的汞含量會(huì)直線降低[4]。

        3 結(jié)束語

        如今,自然環(huán)境污染中,以煤為代表的能源污染越來越被人們所關(guān)注,煤是一種生產(chǎn)能源,為人們的生活提供了便捷,但是對(duì)于其的精餾、分餾工藝的精細(xì)度同樣不能忽視。如果煤在生產(chǎn)中產(chǎn)生的污染產(chǎn)物不能被及時(shí)降解和清除,則有可能給我們的日常生活帶來危害。汞就是煤中需要除去的化學(xué)元素之一,汞是一種對(duì)水資源、人體、大氣、植物等均有危害的化學(xué)元素,汞的泄露很有可能造成大面積的土壤失活,這樣一種高?;瘜W(xué)物質(zhì)在生產(chǎn)中被不間斷的釋放,后果不堪設(shè)想。所以本文研究了煤礦中汞的遷移規(guī)律,希望可以給汞的脫除提供思考。

        參考文獻(xiàn):

        [1]閆松,單廣波,王雪清,燃煤鍋爐煤中汞的遷移和分配規(guī)律研究[J].當(dāng)代化工,2014(08):1450-1452.

        [2]張成,李婷婷,曲世俊,煤溫和熱解過程中汞釋放形態(tài)及分布規(guī)律研究[J].工程熱物理學(xué)報(bào),2012,V33(11):1993-1997.

        [3]和瑩,郭亞飛,周玉海.燃煤電廠重金屬汞的遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律研究[J].山東工業(yè)技術(shù),2015(01):126-126.

        [4]王明仕,吳月晶,王明婭,煤中砷在洗選過程中的遷移行為和分配特征[J].煤炭轉(zhuǎn)化,2014,37(04):14-16.endprint

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