防控低階煤積灰結(jié)焦的燃料熱解和混燒的裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型屬于煤炭的利用領(lǐng)域，尤其涉及一種防控低階煤積灰結(jié)焦的燃料熱解 和混燒的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 低階煤的堿金屬含量很高，大部分都以水溶態(tài)或有機(jī)態(tài)形式存在。其鈉含量（以 Na20計）在5%以上，有的甚至高達(dá)7%(其它煤種1. 5%以下)。而由于燃燒過程中堿金屬的 蒸發(fā)凝并等作用，將產(chǎn)生大量的超細(xì)顆粒物，從而導(dǎo)致鍋爐沾污和結(jié)渣，而超細(xì)顆粒物的熱 泳力沉積在換熱器表面的積灰初期起著主導(dǎo)作用。因此，燃燒低階煤的電廠需要不間斷的 吹灰才能防止換熱器積灰結(jié)焦，這對于電廠的運(yùn)行十分不利，給電廠帶來了很多安全隱患 和經(jīng)濟(jì)危害。為了避免這種現(xiàn)象，電廠只能少燒或者不燒低階煤，這對于儲量巨大的低階煤 資源來說又是一種浪費(fèi)。因此需要找到一種切實(shí)可行，方便安全的燃用低階煤的技術(shù)。
[0003] 低階煤和其它煤種在堿金屬和堿土金屬上的差異主要有Ca，Na，Mg三種元素的含 量及賦存形態(tài)，這三種元素是影響其積灰結(jié)焦的主要因素。雖然目前針對主要堿金屬鈉的 燃燒工藝已有很多，但主要是針對鈉的去除或控制局部溫度的方法，而針對燃燒過程中灰 的轉(zhuǎn)變機(jī)制的方法并不存在。
[0004] 目前對于改善低階煤積灰結(jié)焦的技術(shù)主要有高溫洗滌溶液脫鈉、熱解吸附鈉、礦 物質(zhì)固鈉、改造鍋爐結(jié)構(gòu)等。如公開日為2012年02月23日，公開號為CN102533383A的 中國專利申請中，該專利申請中鍋爐的循環(huán)系統(tǒng)利用電廠熱源對水進(jìn)行加熱，并通過水 循環(huán)對原煤進(jìn)行凈化脫鈉，使其變?yōu)閮?yōu)質(zhì)煤再燃燒；如公開日為2014年9月24日，公開 號為CN104061570A的中國專利申請中，其方法是利用熱煙氣熱解，用吸附劑吸收熱解氣 中的鈉，熱解氣和熱解半焦都進(jìn)入爐膛燃燒；如公開日為2013年12月04日，公開號為 CN103421575A的中國專利申請中，其方法是對低階煤均勻噴灑一定量的含有鋁和硅組分的 聚合硅鋁鹽溶液以生成高溫不易揮發(fā)的含鈉物質(zhì)，從而達(dá)到固鈉的效果；如公開日為2013 年03月20日，公開號為CN202813354U的中國專利申請中，公開了一種利用煙氣再循環(huán)降 低低階煤沾污活性的裝置，利用冷煙氣的回流防止低階煤的積灰結(jié)焦。
[0005] 高溫洗滌溶液(或者水）脫鈉采用添加某些溶液洗煤和高溫高壓處理等技術(shù)，從設(shè) 備結(jié)構(gòu)上來看，工藝流程復(fù)雜，并且成本較高。熱解吸附鈉的技術(shù)特點(diǎn)是用煙氣熱解煤，再 用吸附材料吸附熱解氣中的鈉，設(shè)備相對簡單，然而，煤中的鈉在熱解中的行為非常復(fù)雜， 鈉以蒸氣形式從煤中釋放出來，需要較高的溫度，運(yùn)行成本以及吸附劑的成本非常高昂。固 鈉技術(shù)的特點(diǎn)在于向煤中加入硅鋁等礦物質(zhì)使鈉轉(zhuǎn)化為難溶的鹽類，原理上和其他高階煤 混合燃燒技術(shù)類似，通過灰分中無機(jī)礦物質(zhì)間相互作用來減少細(xì)顆粒物的生成，但這種方 法所需的礦物質(zhì)成本較高。而通過鍋爐的結(jié)構(gòu)改造形成低溫燃燒區(qū)域，其核心也是降低細(xì) 顆粒物的生成，并在爐膛出口煙氣溫度降低到灰熔點(diǎn)以下，然而該方法需要考慮多種因素， 如低負(fù)荷穩(wěn)燃、燃盡率等，并沒有從根本上改善低階煤的成灰特性。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0006] 有鑒于此，確有必要提供一種工藝流程簡單，成本低廉，無需添加化學(xué)試劑且可以 有效防控低階煤積灰結(jié)焦的裝置。
[0007] -種防控低階煤積灰結(jié)焦的燃料熱解和混燒的裝置，其包括鍋爐、低階煤預(yù)處理 系統(tǒng)以及燃燒系統(tǒng)，所述鍋爐包括爐膛、設(shè)置在爐膛側(cè)墻的上層燃燒器和下層燃燒器、水平 煙道、豎井煙道、以及設(shè)置在所述豎井煙道的空氣預(yù)熱器；所述低階煤預(yù)處理系統(tǒng)包括多個 高溫?zé)煔庖隹?、與該多個高溫?zé)煔庖隹谙噙B的熱解爐、設(shè)置在該熱解爐下方的冷卻器， 該多個高溫?zé)煔庖隹谖挥谒鏊綗煹赖膫?cè)墻；所述制粉系統(tǒng)包括半焦磨煤機(jī)、原煤磨 煤機(jī)，所述半焦磨煤機(jī)與所述上層燃燒器相連，所述原煤磨煤機(jī)與所述下層燃燒器相連。
[0008] 在一些實(shí)施例中，所述多個高溫?zé)煔庖隹诘臄?shù)量為2個。
[0009]在另一些實(shí)施例中，所述熱解爐與所述上層燃燒器相連。
[0010] 與現(xiàn)有技術(shù)相比較，利用本實(shí)用新型提供的防控低階煤積灰結(jié)焦的燃料熱解和混 燒的裝置進(jìn)行防控低階煤積灰結(jié)焦的燃料熱解和混燒的方法，首先，通過熱解改變堿金屬 和堿土金屬在半焦中的賦存形態(tài)，從而改變礦物質(zhì)在燃燒過程中的迀移規(guī)律，并通過與原 煤粉的混燒控制，促進(jìn)了鍋爐內(nèi)顆粒物及其前驅(qū)物的凝并過程，從而降低了細(xì)顆粒物在鍋 爐內(nèi)的產(chǎn)生量，抑制了受熱面的初期積灰；其次，通過熱解條件的控制，改變熱解半焦，尤其 焦炭的結(jié)構(gòu)，促進(jìn)亞微米內(nèi)在礦物質(zhì)在焦炭燃燒過程中在焦炭表面的碰撞聚并，從而減少 細(xì)顆粒物的生成，進(jìn)一步抑制受熱面的初期積灰；第三，優(yōu)化了工藝流程，使工藝流程簡單， 成本低廉，無需添加化學(xué)試劑，不需要其他凈化裝置，并且容易控制，易于實(shí)現(xiàn)。第四，在有 效抑制低階煤的積灰結(jié)焦的基礎(chǔ)上，熱解氣可以起到再燃的作用。最后，通過建立先進(jìn)的防 控低階煤積灰結(jié)焦的燃料熱解和混燒的裝置，可以在燃煤電站中燃用低階煤。
【附圖說明】
[0011] 圖1是本實(shí)用新型第一實(shí)施例提供的防控低階煤積灰結(jié)焦的燃料熱解和混燒的 方法流程圖。
[0012] 圖2是本實(shí)用新型第一實(shí)施例提供的防控低階煤積灰結(jié)焦的燃料熱解和混燒的 裝置的平面圖。
[0013] 圖3是本實(shí)用新型第二實(shí)施例提供的防控低階煤積灰結(jié)焦的燃料熱解和混燒的 方法流程圖。
[0014] 圖4是本實(shí)用新型第二實(shí)施例提供的防控低階煤積灰結(jié)焦的燃料熱解和混燒的 裝置的平面圖。
[0015] 主要元件符號說明
[0016]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種防控低階煤積灰結(jié)焦的燃料熱解和混燒的裝置，其包括： 一鍋爐，該鍋爐包括爐膛、設(shè)置在爐膛側(cè)墻的上層燃燒器和下層燃燒器、水平煙道、豎 井煙道、以及設(shè)置在所述豎井煙道的空氣預(yù)熱器； 一低階煤預(yù)處理系統(tǒng)，該低階煤預(yù)處理系統(tǒng)包括多個高溫?zé)煔庖隹?、與該多個高溫 煙氣引出口相連的熱解爐、設(shè)置在該熱解爐下方的冷卻器，該多個高溫?zé)煔庖隹谖挥谒?述水平煙道的側(cè)墻； 一制粉系統(tǒng)，該制粉系統(tǒng)包括半焦磨煤機(jī)、原煤磨煤機(jī)，所述半焦磨煤機(jī)與所述上層燃 燒器相連，所述原煤磨煤機(jī)與所述下層燃燒器相連。
2. 如權(quán)利要求1所述的防控低階煤積灰結(jié)焦的燃料熱解和混燒的裝置，其特征在于， 所述多個高溫?zé)煔庖隹诘臄?shù)量為2個。
3. 如權(quán)利要求1所述的防控低階煤積灰結(jié)焦的燃料熱解和混燒的裝置，其特征在于， 所述熱解爐與所述上層燃燒器相連。
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種防控低階煤積灰結(jié)焦的燃料熱解和混燒的裝置，其包括鍋爐、低階煤預(yù)處理系統(tǒng)以及燃燒系統(tǒng)，所述鍋爐包括爐膛、設(shè)置在爐膛側(cè)墻的上層燃燒器和下層燃燒器、水平煙道、豎井煙道、以及設(shè)置在所述豎井煙道的空氣預(yù)熱器；所述低階煤預(yù)處理系統(tǒng)包括多個高溫?zé)煔庖隹?、與該多個高溫?zé)煔庖隹谙噙B的熱解爐、設(shè)置在該熱解爐下方的冷卻器，該多個高溫?zé)煔庖隹谖挥谒鏊綗煹赖膫?cè)墻；所述制粉系統(tǒng)包括半焦磨煤機(jī)、原煤磨煤機(jī)，所述半焦磨煤機(jī)與所述上層燃燒器相連，所述原煤磨煤機(jī)與所述下層燃燒器相連。
【IPC分類】F23C1-12, C10B53-00, F23K1-00
【公開號】CN204554792
【申請?zhí)枴緾N201520101251
【發(fā)明人】卓建坤, 尚天坤, 肖正航, 李水清, 姚強(qiáng)
【申請人】清華大學(xué)
【公開日】2015年8月12日
【申請日】2015年2月12日