一種高鈉煤脫鈉提質裝置製造方法
2023-04-28 12:49:21 1
一種高鈉煤脫鈉提質裝置製造方法
【專利摘要】一種高鈉煤脫鈉提質裝置，包含：運送部、脫鈉部，加熱部、煤水分離部以及冷卻部；運送部具有上煤鎖和下煤鎖，分別將高鈉原煤送入和送出脫鈉部，加熱部為鍋爐，向脫鈉部輸送高溫水，脫鈉部具有爐篦，爐篦為四層結構，頂層為攪拌葉片，用於將進入脫鈉部的高鈉原煤與高溫水均勻混合，得到高溫煤水混合物，冷卻部提供冷水，冷卻從脫鈉部送出的高溫煤水混合物，得到冷卻煤水混合物，煤水分離部分離冷卻煤水混合物，得到廢水和脫鈉煤。其工藝簡單、連續性好、運行安全、投資小，不僅降低入爐煤所含鹼金屬量，能大幅改善、解決燃高鈉煤發電機組所面臨的爐內結焦與受熱面沾汙問題，還可以充分有效利用燃煤電站蒸汽廢熱，節能高效。
【專利說明】一種高鈉煤脫鈉提質裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型具體涉及一種對高鈉原煤進行脫鈉，得到脫鈉煤的高鈉煤脫鈉提質裝置。
【背景技術】
[0002]高鈉煤是指煤中鹼金屬化合物成分較高的一類特殊煤炭。各類鹼金屬化合物中，一般以鈉基化合物居多，故稱之為「高鈉煤」。目前，我國高鈉煤主要集中於新疆準噶爾盆地東部的準東煤田，準東煤田資源預測儲量達3900億噸，目前累計探明煤炭資源儲量為2136億噸，煤田成煤面積1.4萬平方公裡，是我國當前最大的整裝煤田。以現在我國煤炭年產量計算，一個準東煤田就能夠全國使用一百年。由於資源儲備豐富且露天開採成本低，準東煤田己成為我國煤炭行業新一輪投資的熱點地區。
[0003]準東煤屬於特低灰分、特低硫、高熱值(高位發熱量)、低變質程度的優質天然潔淨煤。無論是作為發電或是用來做煤化工的原料，都是低汙染、低排放的潔淨原料，可以有效的節約廢物的處理費用。這些優越的自然條件都為準東地區的煤電和煤化工的發展打下了良好的物質基礎。新疆目前發電總裝機容量為1800萬KW，根據國家「十二五」規劃，十二五末新疆將達到一億KW，其中準東煤田是「新電東送」最主要的能源保障基地。
[0004]總體來說，新疆準東地區的煤質具有以下特點:中高水分，中等發熱值，易著火，易燃盡，強結焦，高鹼金屬，強沾汙。在高溫下對高鈉煤利用中，低熔點的煤灰極易(高溫環境下)以液態或半液態的渣粒即熔融的灰粘結在受熱面上或爐牆上，形成一層緊密的灰渣層，造成鍋爐等設備結渣；這些活性含鈉組分會在鍋爐等設備換熱面管壁上凝結，並與煙氣中的二氧化硫、三氧化硫等反應生成的硫酸鈉等物質形成密實的粘結層，該粘接層一方面與金屬管壁反應造成高溫腐蝕，另一方面可以捕獲煙氣中的灰顆粒造成高溫粘結性積灰；因此，高鈉煤中活性含鈉組分會造成飛灰粘性高，容易被密實沾汙粘結層捕獲，從而在換熱面上沉積形成積灰，即為造成換熱面沾汙、結渣和積灰的主要原因。正是由於鍋爐等設備在高溫環境中利用高鈉煤會造成換熱面沾汙、結渣和積灰等問題，導致高溫環境中利用高鈉煤的鍋爐等設備在短時間運行後不得不更換換熱面，造成嚴重的經濟損失。
[0005]目前，用電及發電企業在準東地區建設發電廠的燃燒方式，只能採用20-30%的當地準東煤與其他不含鈉煤種混合後進行摻燒，這樣就嚴重限制了對準東煤的利用，同時當地電廠又要從其他地方購買優質燃煤，既增加了發電企業的發電成本，又對準東煤田的開發和電源基地的建設帶來了非常大的困難，對準東煤的優勢難以得到充分的利用。
[0006]目前針對上述問題的控制技術主要有對鍋爐等設備進行合理設計與運行、摻燒優質低鈉煤和添加劑等。但是由於對高鈉煤燃燒研究不足，燃燒高鈉煤鍋爐等設備設計並未取得重大突破。而在高鈉煤燃燒過程中添加高嶺土等二氧化矽、氧化鋁含量高的添加劑，使添加劑與氣相中的鈉發生反應，雖然可以減輕沾汙，但這種方法用到的添加劑為固體，存在效率低、大大增加灰量等缺點，因此也未得到大規模應用。
[0007]究其原因，以上存在的問題均與煤灰中鹼金屬含量較高密切相關。而對於如何降低高鈉煤入爐時鹼金屬含量，防結渣、沾汙和腐蝕，提高準東煤的燃燒品質，確保鍋爐安全經濟長期運行的研究及處理技術仍存在不足。
實用新型內容
[0008]為了解決上述問題，本實用新型提供了一種對高鈉原煤進行脫鈉，得到脫鈉煤的高鈉煤脫鈉提質裝置，其工藝簡單、連續性好、運行安全、投資小，不僅降低入爐煤所含鹼金屬量，能大幅改善、解決燃高鈉煤發電機組所面臨的爐內結焦與受熱面沾汙問題，還可以充分有效利用燃煤電站蒸汽廢熱，節能高效。
[0009]為了達到上述目的，本實用新型採用了以下技術方案:
[0010]一種對高鈉原煤進行脫鈉，得到脫鈉煤的高鈉煤脫鈉提質裝置，具有這樣的特徵，包含:運送部、脫鈉部，加熱部、煤水分離部以及冷卻部；運送部具有上煤鎖和下煤鎖，分別將高鈉原煤送入和送出脫鈉部，加熱部為鍋爐，向脫鈉部輸送高溫水，脫鈉部具有爐篦，爐篦為四層結構，頂層為攪拌葉片，用於將進入脫鈉部的高鈉原煤與高溫水均勻混合，得到高溫煤水混合物，冷卻部提供冷水，冷卻從脫鈉部送出的高溫煤水混合物，得到冷卻煤水混合物，煤水分離部分離冷卻煤水混合物，得到廢水和脫鈉煤。
[0011]進一步，本實用新型的高鈉煤脫鈉提質裝置，還可以具有這樣的特徵:脫鈉部中還具有角鐵構成的煤炭分布器，使高鈉原煤經上煤鎖在脫鈉部中均勻下落到達爐篦。
[0012]進一步，本實用新型的高鈉煤脫鈉提質裝置，還可以具有這樣的特徵:上煤鎖為二個，並聯交替運作，下煤鎖為二個，並聯交替運作。
[0013]進一步，本實用新型的高鈉煤脫鈉提質裝置，還可以具有這樣的特徵:冷卻部具有冷卻水夾套和冷卻水進口，冷水從冷卻水進口進入冷卻水夾套，對煤水混合物進行冷卻。
[0014]進一步，本實用新型的高鈉煤脫鈉提質裝置，還可以具有這樣的特徵:高鈉煤脫鈉提質裝置還具有廢水處理部，將廢水進行處理，得到處理水以及鈉鉀濃縮液，處理水進入鍋爐循環使用。
[0015]進一步，本實用新型的高鈉煤脫鈉提質裝置，還可以具有這樣的特徵:脫鈉部中的溫度和壓力保持一定，壓力為與溫度相對應的水的飽和蒸汽壓。
[0016]另外，本實用新型的高鈉煤脫鈉提質裝置，還可以具有這樣的特徵:高鈉煤脫鈉提質裝置還具有補水口，與鍋爐相連，用於補充損水分。
[0017]實用新型的作用與效果
[0018]根據本實用新型涉及的高鈉煤脫鈉提質裝置，通過高溫水洗原煤的原理，將高鈉原煤和高溫水形成煤水混合物，使高鈉原煤中的鹼金屬溶於高溫水中再進行分離，降低了高鈉原煤中的鹼金屬含量，其工藝簡單，連續性好，運行安全，投資小，所需要的熱源絕大部分可來自燃煤電廠的蒸汽凝結廢熱，利用蒸汽凝結廢熱，脫鈉效果更好。最終得到的脫鈉煤既可直接用於燃煤發電機組，從而大幅改善或解決燃高鈉煤發電機組所面臨的爐內結焦與受熱面沾汙問題；同時也可作為銷售用煤，從而提高煤價和擴大銷售範圍；得到的鈉鉀濃縮液可回收用於制鹼和鉀肥生產。此外，裝置所需補水既可來自外部水源，也可利用從原煤中回收的水資源。
【專利附圖】
【附圖說明】[0019]圖1為本實施例的高鈉煤脫鈉提質裝置的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0020]以下實施例結合附圖對本實用新型作具體闡述。
[0021]圖1為本實施例的高鈉煤脫鈉提質裝置的結構示意圖。
[0022]如圖1所示的高鈉煤脫鈉提質裝置，包含:運送部10、脫鈉部11，加熱部12、煤水分離部13以及冷卻部14。
[0023]運送部10具有並聯的二個上煤鎖101和二個下煤鎖102，上煤鎖101將高鈉原煤送入脫鈉部11，下煤鎖102接收爐篦112排出的處理後的煤水混合物，將煤水混合物送出脫鈉部11。二個上煤鎖101和二個下煤鎖102都採取交替運作的方式，保證進料和出料的連續性。
[0024]加熱部12為鍋爐121，用於將低溫水加熱成高溫高壓水，並順流輸送進脫鈉部11。
[0025]脫鈉部11具有爐篦以及設置在爐篦112上方的煤炭分布器111。煤炭分布器111使高鈉原煤經上煤鎖101在脫鈉部中均勻下落到達爐篦112。爐篦112為四層結構，頂層為攪拌葉片，用於將進入脫鈉部11的高鈉原煤與高溫水均勻混合，使得高鈉原煤中的鹼金屬元素溶於水中，得到高溫煤水混合物。爐篦112的多層結構使得高溫煤水混合物中的煤可以平穩移動依次下落，穩定裝置內工況。脫鈉部11內維持一定溫度並且保持壓力為該溫度下水的飽和蒸汽壓力。
[0026]冷卻部14具有設置在下煤鎖102外部的冷卻水夾套141和配套的冷卻水進口142，冷水從冷卻水進口 142進入冷卻水夾套141，對從下煤鎖102中的煤水混合物進行冷卻降壓，得到冷卻煤水混合物，通過交替運作的下煤鎖102連續輸送進煤水分離裝置。
[0027]煤水分離部13將輸送進來的冷卻煤水混合物進行脫鈉煤和溶有鹼金屬元素的廢水的分離，得到廢水和脫鈉煤。煤水分離部具有脫鈉煤出口 131和廢水出口閥132。脫鈉煤出口 131用於排出脫鈉煤，廢水出口閥132排出廢水。脫鈉煤既可全部用於燃燒發電，也可部分用於燃燒發電，其餘可用於銷售。
[0028]高鈉煤脫鈉提質裝置還具有同廢水出口閥132相連接的廢水處理部15，用於將從廢水出口閥132輸出的廢水進行處理，得到處理水以及鈉鉀濃縮液。廢水處理部15具有處理水出口閥151和鈉鉀濃縮液出口 152，鈉鉀濃縮液出口 152排出鈉鉀濃縮液，處理水出口閥151則經循環水泵16連接到鍋爐121。處理水從處理水出口閥151被排出，經循環水泵16進入鍋爐121循環使用。
[0029]高鈉煤脫鈉提質裝置中的循環水泵16還連接補水口 17，用於向裝置中補充裝置運行中損失的水分。
[0030]在本實施例中，當在進行高鈉原煤的脫鈉時，粉碎後的高鈉原煤通過皮帶輸送進入煤鬥18，從煤鬥18經煤溜槽間歇進入交替運作的二個並聯上煤鎖101，連續輸送進脫鈉部。
[0031]高鈉原煤在脫鈉部11中煤炭分布器111的作用下，均勻下落到達下方的爐篦112。經過爐篦112頂層的攪拌葉片的攪拌下，與鍋爐121輸送進來的高溫水均勻混合，使高鈉原煤中的鹼金屬元素溶於水中，得到高溫煤水混合物。高溫煤水混合物中的煤經爐篦112的四層結構平穩移動依次下落進入下煤鎖102。[0032]下煤鎖102中的高溫煤水混合物在冷卻水夾套141中進行冷卻降壓得到冷卻煤水混合物，通過交替運作的下煤鎖102連續輸送進煤水分離部13。
[0033]冷卻煤水混合物在煤水分離部13中進行脫鈉煤和溶有鹼金屬元素的廢水的分離，得到廢水和脫鈉煤。脫鈉煤從脫鈉煤出口 131排出，廢水從廢水出口閥132排出。廢水經廢水出口閥132進入相連接的廢水處理部15，經處理得到處理水以及鈉鉀濃縮液。鈉鉀濃縮液從鈉鉀濃縮液出口 152排出，處理水從處理水出口閥151被排出，經循環水泵16進入鍋爐121循環使用。
[0034]在整個裝置中，排出的鈉鉀濃縮液和輸出的脫鈉煤會帶出一部分水，造成循環水的損失，因此通過與循環水泵16連接的補水口 17為鍋爐121補充一定量的水。
[0035]實施例的作用與效果
[0036]根據本實施例涉及的高鈉煤脫鈉提質裝置，通過高溫水洗原煤的原理，將高鈉原煤和高溫水形成煤水混合物，使高鈉原煤中的鹼金屬溶於高溫水中再進行分離，降低了高鈉原煤中的鹼金屬含量，其工藝簡單，連續性好，運行安全，投資小，所需要的熱源絕大部分可來自燃煤電廠的蒸汽凝結廢熱，利用蒸汽凝結廢熱，脫鈉效果更好。最終得到的脫鈉煤既可直接用於燃煤發電機組，從而大幅改善或解決燃高鈉煤發電機組所面臨的爐內結焦與受熱面沾汙問題；同時也可作為銷售用煤，從而提高煤價和擴大銷售範圍；得到的鈉鉀濃縮液可回收用於制鹼和鉀肥生產。此外，裝置所需補水既可來自外部水源，也可利用從原煤中回收的水資源。
【權利要求】
1.一種高鈉煤脫鈉提質裝置，對高鈉原煤進行脫鈉，得到脫鈉煤，其特徵在於，包含: 運送部、脫鈉部，加熱部、煤水分離部以及冷卻部； 其中，所述運送部具有上煤鎖和下煤鎖，分別將所述高鈉原煤送入和送出所述脫鈉部， 所述加熱部為鍋爐，向所述脫鈉部輸送高溫水， 所述脫鈉部具有爐篦，所述爐篦為四層結構，頂層為攪拌葉片，用於將進入所述脫鈉部的所述高鈉原煤與所述高溫水均勻混合，得到高溫煤水混合物， 所述冷卻部提供冷水，冷卻從所述脫鈉部送出的所述高溫煤水混合物，得到冷卻煤水混合物， 所述煤水分離部分離所述冷卻煤水混合物，得到廢水和脫鈉煤。
2.如權利要求1所述的高鈉煤脫鈉提質裝置，其特徵在於: 其中，所述脫鈉部中還具有角鐵構成的煤炭分布器，使所述高鈉原煤經所述上煤鎖在所述脫鈉部中均勻下落到達所述爐篦。
3.如權利要求1所述的高鈉煤脫鈉提質裝置，其特徵在於: 其中，所述上煤鎖為二個，並聯交替運作， 所述下煤鎖為二個，並聯交替運作。
4.如權利要求1所述的高鈉煤脫鈉提質裝置，其特徵在於: 其中，所述冷卻部具有冷卻水夾套和冷卻水進口，冷水從所述冷卻水進口進入冷卻水夾套，對所述煤水混合物進行冷卻。
5.如權利要求1所述的高鈉煤脫鈉提質裝置，其特徵在於: 其中，所述高鈉煤脫鈉提質裝置還具有廢水處理部，將所述廢水進行處理，得到處理水以及鈉鉀濃縮液，所述處理水進入所述鍋爐循環使用。
6.如權利要求1所述的高鈉煤脫鈉提質裝置，其特徵在於: 其中，所述高鈉煤脫鈉提質裝置還具有補水口，與所述鍋爐相連，用於補充水分。
【文檔編號】C10L9/00GK203613161SQ201320614023
【公開日】2014年5月28日 申請日期:2013年9月29日 優先權日:2013年9月29日
【發明者】張守玉, 劉大海, 陳川, 塗聖康, 鄭紅俊, 吳巧美, 鄧文祥, 唐文蛟, 施大鐘, 呂俊復 申請人:上海理工大學