防控低阶煤积灰结焦的燃料热解和混烧的装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型属于煤炭的利用领域，尤其涉及一种防控低阶煤积灰结焦的燃料热解 和混烧的装置。
【背景技术】
[0002] 低阶煤的碱金属含量很高，大部分都以水溶态或有机态形式存在。其钠含量（以 Na20计）在5%以上，有的甚至高达7%(其它煤种1. 5%以下)。而由于燃烧过程中碱金属的 蒸发凝并等作用，将产生大量的超细颗粒物，从而导致锅炉沾污和结渣，而超细颗粒物的热 泳力沉积在换热器表面的积灰初期起着主导作用。因此，燃烧低阶煤的电厂需要不间断的 吹灰才能防止换热器积灰结焦，这对于电厂的运行十分不利，给电厂带来了很多安全隐患 和经济危害。为了避免这种现象，电厂只能少烧或者不烧低阶煤，这对于储量巨大的低阶煤 资源来说又是一种浪费。因此需要找到一种切实可行，方便安全的燃用低阶煤的技术。
[0003] 低阶煤和其它煤种在碱金属和碱土金属上的差异主要有Ca，Na，Mg三种元素的含 量及赋存形态，这三种元素是影响其积灰结焦的主要因素。虽然目前针对主要碱金属钠的 燃烧工艺已有很多，但主要是针对钠的去除或控制局部温度的方法，而针对燃烧过程中灰 的转变机制的方法并不存在。
[0004] 目前对于改善低阶煤积灰结焦的技术主要有高温洗涤溶液脱钠、热解吸附钠、矿 物质固钠、改造锅炉结构等。如公开日为2012年02月23日，公开号为CN102533383A的 中国专利申请中，该专利申请中锅炉的循环系统利用电厂热源对水进行加热，并通过水 循环对原煤进行净化脱钠，使其变为优质煤再燃烧；如公开日为2014年9月24日，公开 号为CN104061570A的中国专利申请中，其方法是利用热烟气热解，用吸附剂吸收热解气 中的钠，热解气和热解半焦都进入炉膛燃烧；如公开日为2013年12月04日，公开号为 CN103421575A的中国专利申请中，其方法是对低阶煤均匀喷洒一定量的含有铝和硅组分的 聚合硅铝盐溶液以生成高温不易挥发的含钠物质，从而达到固钠的效果；如公开日为2013 年03月20日，公开号为CN202813354U的中国专利申请中，公开了一种利用烟气再循环降 低低阶煤沾污活性的装置，利用冷烟气的回流防止低阶煤的积灰结焦。
[0005] 高温洗涤溶液(或者水）脱钠采用添加某些溶液洗煤和高温高压处理等技术，从设 备结构上来看，工艺流程复杂，并且成本较高。热解吸附钠的技术特点是用烟气热解煤，再 用吸附材料吸附热解气中的钠，设备相对简单，然而，煤中的钠在热解中的行为非常复杂， 钠以蒸气形式从煤中释放出来，需要较高的温度，运行成本以及吸附剂的成本非常高昂。固 钠技术的特点在于向煤中加入硅铝等矿物质使钠转化为难溶的盐类，原理上和其他高阶煤 混合燃烧技术类似，通过灰分中无机矿物质间相互作用来减少细颗粒物的生成，但这种方 法所需的矿物质成本较高。而通过锅炉的结构改造形成低温燃烧区域，其核心也是降低细 颗粒物的生成，并在炉膛出口烟气温度降低到灰熔点以下，然而该方法需要考虑多种因素， 如低负荷稳燃、燃尽率等，并没有从根本上改善低阶煤的成灰特性。 【实用新型内容】
[0006] 有鉴于此，确有必要提供一种工艺流程简单，成本低廉，无需添加化学试剂且可以 有效防控低阶煤积灰结焦的装置。
[0007] -种防控低阶煤积灰结焦的燃料热解和混烧的装置，其包括锅炉、低阶煤预处理 系统以及燃烧系统，所述锅炉包括炉膛、设置在炉膛侧墙的上层燃烧器和下层燃烧器、水平 烟道、竖井烟道、以及设置在所述竖井烟道的空气预热器；所述低阶煤预处理系统包括多个 高温烟气引出口、与该多个高温烟气引出口相连的热解炉、设置在该热解炉下方的冷却器， 该多个高温烟气引出口位于所述水平烟道的侧墙；所述制粉系统包括半焦磨煤机、原煤磨 煤机，所述半焦磨煤机与所述上层燃烧器相连，所述原煤磨煤机与所述下层燃烧器相连。
[0008] 在一些实施例中，所述多个高温烟气引出口的数量为2个。
[0009]在另一些实施例中，所述热解炉与所述上层燃烧器相连。
[0010] 与现有技术相比较，利用本实用新型提供的防控低阶煤积灰结焦的燃料热解和混 烧的装置进行防控低阶煤积灰结焦的燃料热解和混烧的方法，首先，通过热解改变碱金属 和碱土金属在半焦中的赋存形态，从而改变矿物质在燃烧过程中的迀移规律，并通过与原 煤粉的混烧控制，促进了锅炉内颗粒物及其前驱物的凝并过程，从而降低了细颗粒物在锅 炉内的产生量，抑制了受热面的初期积灰；其次，通过热解条件的控制，改变热解半焦，尤其 焦炭的结构，促进亚微米内在矿物质在焦炭燃烧过程中在焦炭表面的碰撞聚并，从而减少 细颗粒物的生成，进一步抑制受热面的初期积灰；第三，优化了工艺流程，使工艺流程简单， 成本低廉，无需添加化学试剂，不需要其他净化装置，并且容易控制，易于实现。第四，在有 效抑制低阶煤的积灰结焦的基础上，热解气可以起到再燃的作用。最后，通过建立先进的防 控低阶煤积灰结焦的燃料热解和混烧的装置，可以在燃煤电站中燃用低阶煤。
【附图说明】
[0011] 图1是本实用新型第一实施例提供的防控低阶煤积灰结焦的燃料热解和混烧的 方法流程图。
[0012] 图2是本实用新型第一实施例提供的防控低阶煤积灰结焦的燃料热解和混烧的 装置的平面图。
[0013] 图3是本实用新型第二实施例提供的防控低阶煤积灰结焦的燃料热解和混烧的 方法流程图。
[0014] 图4是本实用新型第二实施例提供的防控低阶煤积灰结焦的燃料热解和混烧的 装置的平面图。
[0015] 主要元件符号说明
[0016]
【主权项】
1. 一种防控低阶煤积灰结焦的燃料热解和混烧的装置，其包括： 一锅炉，该锅炉包括炉膛、设置在炉膛侧墙的上层燃烧器和下层燃烧器、水平烟道、竖 井烟道、以及设置在所述竖井烟道的空气预热器； 一低阶煤预处理系统，该低阶煤预处理系统包括多个高温烟气引出口、与该多个高温 烟气引出口相连的热解炉、设置在该热解炉下方的冷却器，该多个高温烟气引出口位于所 述水平烟道的侧墙； 一制粉系统，该制粉系统包括半焦磨煤机、原煤磨煤机，所述半焦磨煤机与所述上层燃 烧器相连，所述原煤磨煤机与所述下层燃烧器相连。
2. 如权利要求1所述的防控低阶煤积灰结焦的燃料热解和混烧的装置，其特征在于， 所述多个高温烟气引出口的数量为2个。
3. 如权利要求1所述的防控低阶煤积灰结焦的燃料热解和混烧的装置，其特征在于， 所述热解炉与所述上层燃烧器相连。
【专利摘要】本实用新型涉及一种防控低阶煤积灰结焦的燃料热解和混烧的装置，其包括锅炉、低阶煤预处理系统以及燃烧系统，所述锅炉包括炉膛、设置在炉膛侧墙的上层燃烧器和下层燃烧器、水平烟道、竖井烟道、以及设置在所述竖井烟道的空气预热器；所述低阶煤预处理系统包括多个高温烟气引出口、与该多个高温烟气引出口相连的热解炉、设置在该热解炉下方的冷却器，该多个高温烟气引出口位于所述水平烟道的侧墙；所述制粉系统包括半焦磨煤机、原煤磨煤机，所述半焦磨煤机与所述上层燃烧器相连，所述原煤磨煤机与所述下层燃烧器相连。
【IPC分类】F23C1-12, C10B53-00, F23K1-00
【公开号】CN204554792
【申请号】CN201520101251
【发明人】卓建坤, 尚天坤, 肖正航, 李水清, 姚强
【申请人】清华大学
【公开日】2015年8月12日
【申请日】2015年2月12日