一種準東煤燃燒前預處理的設備的製作方法
2023-04-26 19:43:56
本發明屬於化工領域，涉及一種高鹼煤高效清潔利用技術，具體來說是一種準東煤燃燒前預處理的設備。
背景技術：
中國是一個能源消耗大國，其中煤炭消費佔全部能源消費總量的76%。近年來，新疆地區陸續發現了儲蓄量巨大的煤田，其中新疆準東地區煤炭資源儲蓄極為豐富，預測煤炭儲蓄量達到3900億噸，煤田成煤面積1.4萬平方公裡，是中國目前最大的整裝煤田。準東煤具有著火、燃盡性能優異，灰分含量較低，燃燒穩定性高等優點。準東煤屬於低階煙煤，由於成煤歷史和當地特殊的地理環境，煤中鹼金屬含量高，尤其是鈉含量遠高於一般動力用煤。準東煤在燃燒過程中，易導致鍋爐發生結渣、積灰、腐蝕等問題，嚴重影響鍋爐的傳熱，降低了鍋爐機組整體運行的可靠性。當前，對於準東煤的燃燒利用主要通過對鍋爐等設備的合理設計與運行，摻混低鈉煤或添加劑，煤的預處理等方法。目前，鍋爐設備設計方面仍然存在水冷壁結渣受熱面沾汙腐蝕等問題；摻混低鈉煤或添加劑法目前在國內得到使用，這一方法存在成本較高、灰量增加等缺點。傳統準東煤水浴水洗/酸洗預處理方法，能耗高、耗時長，不適合在水資源匱乏的新疆地區大規模展開應用。
微波是介於紅外和無線電波之間的一種電磁波，利用微波技術對物質的加熱直接作用於物質的分子或離子，使分子或離子振動產生熱量，使作用對象的內部和外部同時被加熱，它具有加熱效率高、能耗低、易於控制等特點。利用微波輔助萃取劑脫除準東煤中鹼金屬、鹼土金屬等酸性氧化物和硫組分，並對煤粉進行輔助乾燥處理，具有很好的應用前景。
因此，設計出一種操作簡單，能耗低，耗時短的準東煤燃燒前預處理的設備，可以從根本上脫除準東煤中鹼金屬、鹼土金屬等酸性氧化物和硫組分，對克服燃準東煤鍋爐燃燒粘汙、結渣腐蝕問題，實現準東煤大規模純燒，保證燃準東煤鍋爐安全、經濟運行具有重大意義。
技術實現要素：
針對現有技術中的上述技術問題，本發明提供了一種準東煤燃燒前預處理的設備，所述的這種準東煤燃燒前預處理設備可以解決現有技術中的準東煤在燃燒時，容易粘汙鍋爐、鍋爐結渣腐蝕的技術問題。
本發明提供了一種準東煤燃燒前預處理的設備，其特徵在於：包括傳送裝置、磨煤機、洗煤裝置、反滲透淨化器、抽濾器、乾燥設備；所述的傳送裝置與所述的磨煤機相連；所述的磨煤機的出口與所述的洗煤裝置的煤粉入口相連，所述的洗煤裝置的出口與所述的抽濾器的入口相連；所述的抽濾器的濾液出口與所述的反滲透淨化器的入口相連，所述的反滲透淨化器的水溶液出口與所述的洗煤裝置的給水口相連；所述的抽濾器的煤粉出口與所述的乾燥設備相連，所述的洗煤裝置中具有一個微波發生裝置，所述的微波發生裝置的微波萃取功率為100~2000W，微波萃取時間為1~40 min，所述的洗煤裝置中含有微波輔助萃取劑，所述的萃取劑溶液為醋酸銨溶液、醋酸溶液、或者醋酸與雙氧水的混合溶液中的任意一種，所述的萃取劑與準東煤的液固體積質量比為5～40ml:1g。
進一步的，所述的醋酸氨或者醋酸溶液摩爾濃度分別為0.1~2 mol/L。
進一步的，所述的醋酸和雙氧水混合溶液的摩爾濃度為0.1~2 mol/L。
進一步的，所述醋酸和雙氧水混合溶液中醋酸和雙氧水的摩爾比為0.1~10:1。
進一步的，所述的乾燥設備採用工業微波乾燥或者燃準東煤電站鍋爐的爐膛的尾部煙氣乾燥，所述的工業微波功率為100~2000W。
進一步的，乾燥設備的煙氣入口與燃準東煤電站鍋爐的爐膛的尾部煙氣通道與相連，所述的乾燥設備處理後的乾燥煤送至燃準東煤電站鍋爐的爐膛中。
本發明採用微波輔助萃取劑脫除準東煤中鹼金屬Na、K，鹼土金屬Ca，Mg和過渡金屬Fe等酸性氧化物和硫組分等，所用萃取劑為醋酸氨溶液/醋酸溶液/醋酸和雙氧水混合溶液中的一種。同時，設有反滲透淨化器，進行濾液水溶液進行淨化循環利用，處理後的濃Na/K/Ca/Mg/Fe混合溶液用於提純高值化利用。與傳統水浴水洗/酸洗脫鹼金屬Na等相比，本發明不但可脫除準東煤中大部分的鹼金屬和鹼土金屬元素，還可脫除一定量的鐵和硫元素；混合溶液經反滲透淨化裝置處理後的水溶液可進行淨化循環利用，處理後的濃Na/K/Ca/Mg/Fe混合溶液可用於提純高值化利用。
本發明採用微波輔助煤粉萃取，採用鍋爐尾部煙氣乾燥或者微波輔助乾燥，其工作效率高、能耗低。本設備在在進行預處理時能耗低、易於控制，是一種簡單、高效、經濟的準東煤燃燒前預處理設備。
本發明和已有技術相比，其技術進步是顯著的。本發明可有效克服燃準東煤鍋爐燃燒結渣、粘汙、腐蝕等問題，實現準東煤的大規模安全燃燒。而且，新疆地區水資源匱乏，本發明在抽濾後的濾液經反滲透淨化裝置處理後水溶液可以循環利用，降低了煤處理的水消耗率，產生的Na/K/Ca/Mg/Fe濃溶液均可回收利用。
附圖說明
下面結合附圖和具體實施方式對本發明作進一步詳細說明。
圖1為本發明一種準東煤燃燒前預處理設備的結構示意圖。圖中：1-傳送裝置、2-磨煤機、3-洗煤裝置、4-反滲透淨化器、5-抽濾器、6-乾燥設備、7-尾部煙氣通道、8-燃煤電站爐膛。
具體實施方式
實施例1
一種準東煤燃燒前預處理的設備，包括傳送裝置1、磨煤機2、洗煤裝置3、反滲透淨化器4、抽濾器5、乾燥設備6；傳送裝置1與磨煤機2相連；磨煤機2出口與洗煤裝置3的煤粉入口相連，洗煤裝置3的出口與抽濾器5的入口相連；所述的洗煤裝置3中具有一個微波發生裝置，所述的微波發生裝置的微波萃取功率為100~2000W，微波萃取時間為1~40 min，所述的洗煤裝置3中含有微波輔助萃取劑，所述的萃取劑溶液為醋酸銨溶液、醋酸溶液、或者醋酸與雙氧水的混合溶液中的任意一種；所述的萃取劑與準東煤的液固體積質量比為5～40ml:1g，抽濾器5的濾液出口與反滲透淨化器4的入口相連，反滲透淨化器的4水溶液出口與洗煤裝置3的給水口相連；抽濾器5的煤粉出口與乾燥設備6相連，燃準東煤電站鍋爐的尾部煙氣通道7與乾燥設備的6煙氣入口相連，乾燥設備6處理後的乾燥煤送至燃準東煤電站鍋爐的爐膛8中燃燒。
進一步的，所述的醋酸氨或者醋酸溶液摩爾濃度分別為0.1~2 mol/L。
進一步的，所述的醋酸和雙氧水混合溶液的摩爾濃度為0.1~2 mol/L。
進一步的，所述醋酸和雙氧水混合溶液中醋酸和雙氧水的摩爾比為0.1~10:1。
進一步的，所述的乾燥設備6採用工業微波乾燥或者鍋爐尾部煙氣乾燥，所用微波功率為100~2000W。
綜上所述，本設備與傳統水浴水洗/酸洗脫Na等設備相比，不但可脫除準東煤中大部分的鹼金屬和鹼土金屬元素，還可脫除一定量的鐵和硫元素，且用時短、能耗低、易於控制。抽濾後的濾液經反滲透淨化器處理後水溶液可以循環利用，降低了燃煤預處理的水消耗率，產生的Na/K/Ca/Mg/Fe濃溶液用於提純高值化利用。該設備操作簡單、高效經濟、易於控制，該發明的應用可以有效克服燃準東煤鍋爐燃燒結渣、粘汙問題，實現準東煤的大規模安全燃燒。