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无烟煤块煤主要应用是化肥(氮肥、合成氨)、陶瓷、制造锻造等行业;无烟粉煤主要应用在冶金行业用于高炉喷吹(高炉喷吹煤主要包括无烟煤、贫煤、瘦煤和气煤)。还可用于生活给水及工业给水的过滤净化处理。使用时根据滤池的形式确定使用参数,一般双层滤科的铺装厚度为300—400mm;正常滤速10—14m/h,强制滤速14—1 8m/h;三层滤料铺装厚度450mm,正常滤速18—20m/h,强制滤速20~25m/h。滤池反洗采用水冲洗、水汽冲洗或辅以表面冲洗。
分解炉的作用是在固相悬浮于热气体的条件下完成碳酸盐的分解吸热反应。在所提供的热量不能使生料完全分解的情况下,分解过程可按CO2的分压达到某一平衡状态考虑。一般来说分解炉的平衡状态温度处于850~900℃范围。分解炉内的温度分布与燃烧成气相视的放热速率。由气相传给固体生料粉的传热速率。
生料颗粒分解时的吸热速率。与使用烟煤相比,由于无烟煤挥发份较低,因此需要一个相对较大的分解炉,以期获得相同的生料分解率和相同的煤粉燃烬程度,或者要求一个较高的操作温度,或者将无烟煤磨得更细一些。当三次风温较低时,无烟煤挥发出来的气体往往不能产生足够的热量使温度升高。,所以将煤粉直接喂入温度范围通常在1000~1200℃的上升烟道废气中可确保煤粉燃烧。
另外需要提出的是燃烧速度和燃烬时间还取决于烟气中的O2含量,用较高的空气过剩系数操作分解炉时刻缩短燃烬时间,但通常增大空气过剩系数的做法将会增加通过预热器的气体流量。为此将造成较大的压差和较高的废气温度,从而使窑主排风机的负荷增大,整个窑系统的单位热耗也将有所增加。
改变生料喂入方式是相当重要的,采用无烟煤操作时,无烟煤与生料粉的混合 能有适当的滞后时间,以保证无烟煤的点燃,因此对喂入分解炉的生料需要进行分级控制,以便使分解炉底部形成一个相对高温区。判断生料在分解炉内是否达到预期的效果, 的办法是检测入窑生料分解率,如果入窑生料分解率达到了预期效果,说明无烟煤在分解炉内的燃烧是合适的。
新型干法水泥生产线装备有现代化的燃烧器,现代化的燃烧器配备有适当的火焰调节装置,可以使无烟煤没有任何问题地在窑头进行燃烧。燃烧器的作用不仅仅是输送和分布煤粉,更主要的是保持火焰的理想长度和合适的气体流场。火焰的长度对于新型干法窑来讲十分重要,火焰如果过短,煤的潜热只能在较小体积内释放出来,火焰的温度就会在局部变得很高,相反,如果火焰长度加长,温度就会下降。火焰的长度主要靠燃烧器的推动力进行控制。
原煤的种类对火焰的长度并不十分重要,只要求单个煤粒子的燃烬时间小于其在火焰中的停留时间即可。如果目标是让无烟煤与烟煤保持相同的火焰长度,那么就必须对煤粉的燃烬时间进行补偿。简单的做法就是将无烟煤磨得更细一些。
高温二次风将会快速加热进入燃烧器的煤粉的挥发分快速排出,煤粉一经离开燃烧器端部,焦炭粒子就会点燃,因此冷却机的使用效果将对无烟煤的使用产生一定影响。在回转窑窑头燃烧器上使用无烟煤需要保证如下条件:煤粉能达到足够的符合要求的细度,以保证燃烧和火焰形成。控制可靠稳定的煤粉喂料。燃烧器的一次分必须具有足够的推动力并可调节。燃烧器必须能够在燃烧带产生有充分内部循环空气的火焰,以保证无烟煤尽快点燃。在启动冷窑或窑况不正常时利用烟煤或燃油辅助燃烧。
无烟煤的含碳量较高,挥发分较低,需要较高的温度才能燃烧。烟煤的含碳量低,挥发分较高,比较容易燃烧。取一玉米粒大小的煤块,丢在已经加热的电炉上,如果是烟煤,会很快明火燃烧,并且有烟。如果是无烟煤,需很长时间才能燃烧,几乎没有火焰。如果没有电炉,可将煤块用细铁丝捆住,在酒精灯或液化汽火焰上试验。
中国无烟煤预测储量为4740 亿吨,占全国煤炭总资源量的10%,年产2 亿吨。山西省占32%,河南省占18%,贵州省占11%。中国有六大无烟煤基地:北京京煤集团、晋城煤业集团、焦作煤业集团、永城煤矿区、神华宁煤集团、阳泉煤业集团。其中宁夏碱沟山的无烟煤,灰分小于7%,硫含量从0.6-2.9%,是不可多得的优质无烟煤。
主要用于电力、电子、饮料、自来水、石油、化工、冶金、纺织、造纸、食品、游泳池、市政工程等各种工艺用水、生活用水、循环用水和废水的深度处置领域。铁锰含量过高的水一般都利用在催化剂(如锰砂)的作用下将溶解状态的二价铁或二价锰分别氧化成不溶解的三价铁或四价锰的化合物,利用锰砂过滤器的反冲洗功能达到去除净化的目的。用于要求出水浊度≤5mg/L能符合饮用水质标准的工业用水、生活用水及市政给水系统;工业污水中的悬浮物、固体物的去除;可用作离子交换法软化、除盐系统中的预处理设备,对水质要求不高的工业给水的粗过滤设备,以及用在游泳池循环处理系统、冷却循环水净化系统,用于地下水除铁除锰的天然锰砂,其锰的形态应以氧化锰为主。含锰量(以MnO2计)不应小于35%的天然锰砂滤料,既可用于地下水除铁,又可用于地下水除锰;含锰量为20%~30%的天然锰砂滤料,只宜用于地下水除铁;含锰量小于20%的锰矿砂则不宜采用;宜优先采用经过科学试验或生产使用证明能获得良好除铁和除锰效果的天然锰砂品种作滤料。
锰砂滤料外观粗糙呈褐色或淡灰色,常用于生活饮用水的除铁、除锰过滤装置,滤水效果非常良好。(注:MnO2≥35%既可除铁,又能除锰,MnO2≤30%只能用于地下水除铁)锰砂滤料主要用于
降低水中的铁锰铁和锰总含量,我国一些地区地下水含铁量可达5~10mg/L,也有高到20~30mg/L,含锰量可达0.5~2.0mg/L,超过2mg/L甚至各个高达5~10mg/L的也用发现。我国《生活饮用水标准》规定,生活饮用水中铁的含量不应超过0.3mg/L,含锰量不超过0.1mg/L,超过时必须加以处理。因此地下水铁、锰含量超标后水质颜色即发生变化,会给生活、生产用水将会造成很大的影响。
天然锰砂除铁是一种接触催化除铁工艺,适合于地下水含铁量小于20mg/l的除铁。天然锰砂中含的高价锰能将水中的二价铁氧化成三价铁,同时在表面形成有催化作用的“活性滤膜”,进一步提高了除铁效果。含铁水经曝气后,只经天然锰砂一次过滤,就能完成全部除铁过程,常用于饮用水除铁、除锰过滤装置,地下水除铁除锰净化水质使用。
在除铁锰滤池中运行时,水中低价铁锰离子先被覆合锰砂滤膜吸附,然后被氧化和水解,生成氢氧化物水合分子[Fe(OH)3XH2O] 和[Mn(OH)nXH2O] 形成的活性滤膜,并作为新的催化剂参与接触氧化反应,使活性滤膜有随着使用增厚的趋势,形成了覆合锰砂的自修复特性,使用一年的覆合锰砂,锰含量增加18.2%,铁含量增加4.8%;使用两年半的锰含量增加了27.3%,铁含量增加14.3%.锰砂容重较低(为1.55~1.60g/cm3),特别适用于大中型水厂的虹吸除铁锰滤池和各型除铁锰滤罐 虹吸滤池由于反冲洗水头较低,往往不宜于使用容重较大的天然锰砂滤料(其容重一般为2.2~2.4g/cm3),使大中型水厂除铁锰滤池的设计使用受到一定限制。
在水质软化过程中,首先,由于锰砂软化水的处理时间有限,其次,由于水中有铁单质,三氧化二铁,氧化亚铁等铁的氧化物,各种物质混合,使锰砂的除铁除锰效果,软化水效果大幅度降低,所以为了增加锰砂除铁除锰的效果,就要在锰砂处理工艺前加一道曝气处理工艺,是除铁除锰达到 的效果!可根据水质的不同组合形式选用不同比列的厌氧—好氧—兼氧的生物处理工艺,这种工艺不但有优异的脱氮除磷效果,而且能够把大分子量的有机物裂解成易于好氧生物降解的低分子量有机物。重要的是能够将铁单质,单质锰,氧化亚铁,低价氧化锰,氧化成高价铁的氧化物!这样锰砂的除铁除锰压力就降低了,整体处理效果 。
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