[发明专利]一种基于燃烧温度和灰熔融点温度的砷固化率测量方法及应用

说明书

本发明公开了一种基于燃烧温度和灰熔融点温度的砷固化率测量方法，采集用于计算的煤种基本数据，包括煤种名称，煤样中砷的初始含量数据，煤灰的成分分析数据，煤样灰熔点温度，煤种的工业分析数据；根据煤种的工业分析，完成干燥基下煤种的挥发分计算，判断煤质类别；根据煤样燃烧温度和煤样灰熔点温度以及煤灰的成分分析，计算该温度下煤样中砷的挥发量；同时，根据煤种的工业分析进行不同煤质差异修正；经过煤质差异修正后，计算出该温度下煤样中砷的固化率。本发明还提供基于砷固化率测量方法的调节脱砷喷淋液喷淋量的应用，本方法采集数据量少，计算方便；对存在差异的煤种进行预测时，使用本方法可使结果更准确合理。

技术领域

本发明涉及煤中痕量元素检测技术，具体涉及一种基于燃烧温度和灰熔融点温度的砷固化率测量方法，本发明还涉及烟气脱砷技术，具体涉及一种基于砷固化率测量方法调节脱砷喷淋液喷淋量的应用。

背景技术

燃煤锅炉排放烟气中含有大量的细粒子飞灰，富集了较多的有毒痕量元素，如砷，由此所带来的严重环境污染问题已引起了国内外的极大关注。砷在燃烧中挥发后会以气态形式存在或富集于亚微米颗粒，现有的烟气除尘设备如静电除尘器和布袋除尘器难以将其捕获。理论上，通过降低温度可使烟气中的砷凝结，然而这样会导致流动气体失去悬浮力，需要再次加热使气体流动，增加了运行成本。因此，目前大多使用吸附剂通过物理或化学的作用来捕获烟气中的砷，现在脱砷工艺都是用的脱硫的设备进行脱除，例如专利201310403655.9。燃煤电厂在脱砷处理时，根据烟气中砷的含量、喷淋比、吸附剂浓度、喷淋效率调节脱砷液的喷淋量，属于后置反馈调节。这样调节使用的吸附剂浓度和吸附剂喷淋量需有一定程度富余，增加了成本。虽然理论上也可从源头出发根据煤样中砷固化率设定喷淋参数，然而根据目前煤样中砷固化率的测量方法，存在以下问题：整个测量流程涉及的实验步骤多，整个测量流程耗时4～5小时，检测速度慢。由于砷是痕量元素，在煤样中存在量极低，这对于砷的测量造成了很多的不便；在实验测量中误差大，测量结果重复性差。对于燃烧后的煤样砷的测量，通常测试灰样中砷的含量，这需要消耗煤样，实验测量成本高不经济，导致目前没有该应用，只能事后测量烟气中的砷含量后置调节。

煤中砷的挥发特性与很多因素有关，例如煤种、煤质参数(元素分析和工业分析)、煤中砷含量和砷的赋存形态、燃烧温度、矿物质组分、成灰特性等。由于砷的痕量级和煤质差异的复杂性，目前还没有可以精确预测煤种砷挥发特性的快速检测方法。为了准确预测煤中砷的固化率，并且为燃煤电厂脱出砷处理时提供合理的选择条件，本发明公开了一种基于燃烧温度和灰熔点温度的砷固化率计算方法。

发明内容

本发明旨在解决目前没有可以精确预测煤种砷挥发特性的快速检测方法，提供了一种基于燃烧温度和灰熔融点温度的砷固化率计算方法，针对煤质差异的煤种预测结果更精确合理。本发明解决的另一个技术问题是提供一种基于煤中砷固化率调节脱砷喷淋液喷淋量的方法，使后置反馈调节变为前置反馈调节。

本发明为此提供了以下技术方案：一种基于燃烧温度和灰熔融点温度的砷固化率测量方法，包括以下步骤：

步骤1：采集煤种基本数据，包括煤种名称C；煤样中砷的初始含量μ，ug/g；煤样灰熔融点温度S_T，℃；空气干燥基下煤种挥发分V_ad，％；空气干燥基下煤种水分M_ad，％；空气干燥基下煤种灰分A_ad,％；煤样的燃烧温度T，℃。

步骤2：计算干燥无灰基下煤种的挥发分V_daf，V_daf＝V_ad*100/(100-M_ad-A_ad)，根据干燥无灰基下煤种的挥发分V_daf和煤的分类标准判断煤种类别；

步骤3：根据步骤1采集的煤样的燃烧温度T，求参数角速度ω、参数初相ψ、煤种砷释放指数A，

其中