一种高钠煤脱钠提质装置制造方法
【专利摘要】一种高钠煤脱钠提质装置，包含：运送部、脱钠部，加热部、煤水分离部以及冷却部；运送部具有上煤锁和下煤锁，分别将高钠原煤送入和送出脱钠部，加热部向脱钠部由下至上逆流输送高温水，脱钠部具有炉篦，炉篦为四层结构，顶层为搅拌叶片，用于将进入脱钠部的高钠原煤与高温水均匀混合，得到高温煤水混合物，冷却部提供冷水，冷却从脱钠部送出的高温煤水混合物，得到冷却煤水混合物，煤水分离部分离冷却煤水混合物，得到废水和脱钠煤，脱钠部还具有设置在与煤水分离部相连的通道，将位于高温煤水混合物的上层的高温水送入煤水分离部，脱钠部还具有设置在通道下方的滤网，用于防止高温煤水混合物中的煤进入通道。
【专利说明】一种高钠煤脱钠提质装置
【技术领域】
[0001]本实用新型具体涉及一种对高钠原煤进行脱钠，得到脱钠煤的高钠煤脱钠提质装置。
【背景技术】
[0002]高钠煤是指煤中碱金属化合物成分较高的一类特殊煤炭。各类碱金属化合物中，一般以钠基化合物居多，故称之为“高钠煤”。目前，我国高钠煤主要集中于新疆准噶尔盆地东部的准东煤田，准东煤田资源预测储量达3900亿吨，目前累计探明煤炭资源储量为2136亿吨，煤田成煤面积1.4万平方公里，是我国当前最大的整装煤田。以现在我国煤炭年产量计算，一个准东煤田就能够全国使用一百年。由于资源储备丰富且露天开采成本低，准东煤田己成为我国煤炭行业新一轮投资的热点地区。
[0003]准东煤属于特低灰分、特低硫、高热值(高位发热量)、低变质程度的优质天然洁净煤。无论是作为发电或是用来做煤化工的原料，都是低污染、低排放的洁净原料，可以有效的节约废物的处理费用。这些优越的自然条件都为准东地区的煤电和煤化工的发展打下了良好的物质基础。新疆目前发电总装机容量为1800万KW，根据国家“十二五”规划，十二五末新疆将达到一亿KW，其中准东煤田是“新电东送”最主要的能源保障基地。
[0004]高钠煤是指煤中碱金属化合物成分较高的一类特殊煤炭。各类碱金属化合物中，一般以钠基化合物居多，故称之为“高钠煤”。目前，我国高钠煤主要集中于新疆准噶尔盆地东部的准东煤田，准东煤田资源预测储量达3900亿吨，目前累计探明煤炭资源储量为2136亿吨，煤田成煤面积1.4万平方公里，是我国当前最大的整装煤田。以现在我国煤炭年产量计算，一个准东煤田就能够全国使用一百年。由于资源储备丰富且露天开采成本低，准东煤田己成为我国煤炭行业新一轮投资的热点地区。
[0005]准东煤属于特低灰分、特低硫、高热值(高位发热量)、低变质程度的优质天然洁净煤。无论是作为发电或是用来做煤化工的原料，都是低污染、低排放的洁净原料，可以有效的节约废物的处理费用。这些优越的自然条件都为准东地区的煤电和煤化工的发展打下了良好的物质基础。新疆目前发电总装机容量为1800万KW，根据国家“十二五”规划，十二五末新疆将达到一亿KW，其中准东煤田是“新电东送”最主要的能源保障基地。
[0006]总体来说，新疆准东地区的煤质具有以下特点:中高水分，中等发热值，易着火，易燃尽，强结焦，高碱金属，强沾污。在高温下对高钠煤利用中，低熔点的煤灰极易(高温环境下)以液态或半液态的渣粒即熔融的灰粘结在受热面上或炉墙上，形成一层紧密的灰渣层，造成锅炉等设备结渣；这些活性含钠组分会在锅炉等设备换热面管壁上凝结，并与烟气中的二氧化硫、三氧化硫等反应生成的硫酸钠等物质形成密实的粘结层，该粘接层一方面与金属管壁反应造成高温腐蚀，另一方面可以捕获烟气中的灰颗粒造成高温粘结性积灰；因此，高钠煤中活性含钠组分会造成飞灰粘性高，容易被密实沾污粘结层捕获，从而在换热面上沉积形成积灰，即为造成换热面沾污、结渣和积灰的主要原因。正是由于锅炉等设备在高温环境中利用高钠煤会造成换热面沾污、结渣和积灰等问题，导致高温环境中利用高钠煤的锅炉等设备在短时间运行后不得不更换换热面，造成严重的经济损失。
[0007]目前，用电及发电企业在准东地区建设发电厂的燃烧方式，只能采用20-30%的当地准东煤与其他不含钠煤种混合后进行掺烧，这样就严重限制了对准东煤的利用，同时当地电厂又要从其他地方购买优质燃煤，既增加了发电企业的发电成本，又对准东煤田的开发和电源基地的建设带来了非常大的困难，对准东煤的优势难以得到充分的利用。
[0008]目前针对上述问题的控制技术主要有对锅炉等设备进行合理设计与运行、掺烧优质低钠煤和添加剂等。但是由于对高钠煤燃烧研究不足，燃烧高钠煤锅炉等设备设计并未取得重大突破。而在高钠煤燃烧过程中添加高岭土等二氧化硅、氧化铝含量高的添加剂，使添加剂与气相中的钠发生反应，虽然可以减轻沾污，但这种方法用到的添加剂为固体，存在效率低、大大增加灰量等缺点，因此也未得到大规模应用。
[0009]究其原因，以上存在的问题均与煤灰中碱金属含量较高密切相关。而对于如何降低高钠煤入炉时碱金属含量，防结渣、沾污和腐蚀，提高准东煤的燃烧品质，确保锅炉安全经济长期运行的研究及处理技术仍存在不足。
实用新型内容
[0010]为了解决上述问题，本实用新型提供了一种对高钠原煤进行脱钠，得到脱钠煤的高钠煤脱钠提质装置，其工艺简单、连续性好、运行安全、投资小，不仅降低入炉煤所含碱金属量，能大幅改善、解决燃高钠煤发电机组所面临的炉内结焦与受热面沾污问题，还可以充分有效利用燃煤电站蒸汽废热，节能高效。
[0011]为了达到上述目的，本实用新型采用了以下技术方案:
[0012]一种对高钠原煤进行脱钠，得到脱钠煤的高钠煤脱钠提质装置，其特征在于，包含:运送部、脱钠部，加热部、煤水分离部以及冷却部；运送部具有上煤锁和下煤锁，分别将高钠原煤送入和送出脱钠部，加热部向脱钠部由下至上逆流输送高温水，脱钠部具有炉篦，炉篦为四层结构，顶层为搅拌叶片，用于将进入脱钠部的高钠原煤与高温水均匀混合，得到高温煤水混合物，冷却部提供冷水，冷却从脱钠部送出的高温煤水混合物，得到冷却煤水混合物，煤水分离部分离冷却煤水混合物，得到废水和脱钠煤，脱钠部还具有设置在与煤水分离部相连的通道，将位于高温煤水混合物的上层的高温水送入煤水分离部，脱钠部还具有设置在通道下方的滤网，用于防止高温煤水混合物中的煤进入通道。
[0013]进一步，本实用新型的高钠煤脱钠提质装置，还可以具有这样的特征:脱钠部中还具有角铁构成的煤炭分布器，使高钠原煤经上煤锁在脱钠部中均匀下落到达炉篦。
[0014]进一步，本实用新型的高钠煤脱钠提质装置，还可以具有这样的特征:上煤锁为二个，并联交替运作，下煤锁为二个，并联交替运作。
[0015]进一步，本实用新型的高钠煤脱钠提质装置，还可以具有这样的特征:冷却部具有冷却水夹套和冷却水进口，冷水从冷却水进口进入冷却水夹套，对煤水混合物进行冷却。
[0016]进一步，本实用新型的高钠煤脱钠提质装置，还可以具有这样的特征:高钠煤脱钠提质装置还具有废水处理部，将废水进行处理，得到处理水以及钠钾浓缩液，处理水进入锅炉循环使用。
[0017]进一步，本实用新型的高钠煤脱钠提质装置，还可以具有这样的特征:脱钠部中的温度和压力保持一定，压力为与温度相对应的水的饱和蒸汽压。[0018]另外，本实用新型的高钠煤脱钠提质装置，还可以具有这样的特征:高钠煤脱钠提质装置还具有循环水泵和补水口，与锅炉相连，用于补充水分。
[0019]实用新型的作用与效果
[0020]根据本实用新型涉及的高钠煤脱钠提质装置，通过高温水洗原煤的原理，将高温高压水逆流输送进脱钠部，使水煤接触更加充分，将高钠原煤和高温水形成煤水混合物，使高钠原煤中的碱金属溶于高温水中再进行分离，降低了高钠原煤中的碱金属含量，其工艺简单，连续性好，运行安全，投资小，所需要的热源绝大部分可来自燃煤电厂的蒸汽凝结废热，利用蒸汽凝结废热，脱钠效果更好。最终得到的脱钠煤既可直接用于燃煤发电机组，从而大幅改善或解决燃高钠煤发电机组所面临的炉内结焦与受热面沾污问题；同时也可作为销售用煤，从而提高煤价和扩大销售范围；得到的钠钾浓缩液可回收用于制碱和钾肥生产。此外，装置所需补水既可来自外部水源，也可利用从原煤中回收的水资源。
【专利附图】
【附图说明】
[0021]图1为本实施例的高钠煤脱钠提质装置的结构示意图。
【具体实施方式】
[0022]以下实施例结合附图对本实用新型作具体阐述。
[0023]图1为本实施例的高钠煤脱钠提质装置的结构示意图。
[0024]如图1所示的高钠煤脱钠提质装置，包含:运送部10、脱钠部11，加热部12、煤水分离部13以及冷却部14。
[0025]运送部10具有并联的二个上煤锁101和二个下煤锁102，上煤锁101将高钠原煤送入脱钠部11，下煤锁102接收炉篦112排出的处理后的煤水混合物，将煤水混合物送出脱钠部11。二个上煤锁101和二个下煤锁102都采取交替运作的方式，保证进料和出料的连续性。
[0026]加热部12为锅炉121，用于将低温水加热成高温高压水，并通过高温高压水管线122将高温高压水逆流输送进脱钠部11，因而产生了煤的翻滚，使水煤接触更加充分，炉篦112中各层进水量分布大致为:1层?10%，II层?20%，III层?30%，IV层?40%。脱钠部11上部设置有与煤水分离部13相连的通道20，将位于高温煤水混合物的上层的高温水送入煤水分离部13，脱钠部11中在通道20下方还设置了滤网19，用于防止高温煤水混合物中的煤进入通道20，减少了水循环带走煤的损失量。
[0027]脱钠部11具有炉篦112以及设置在炉篦112上方的煤炭分布器111。煤炭分布器111使高钠原煤经上煤锁101在脱钠部11中均匀下落到达炉篦112。炉篦112为四层结构，顶层为搅拌叶片，用于将进入脱钠部11的高钠原煤与高温水均匀混合，使得高钠原煤中的碱金属元素溶于水中，得到高温煤水混合物。炉篦112的多层结构使得高温煤水混合物中的煤可以平稳移动依次下落，稳定装置内工况。脱钠部11内维持一定温度并且保持压力为该温度下水的饱和蒸汽压力。
[0028]冷却部14具有设置在下煤锁102外部的冷却水夹套141和配套的冷却水进口142，冷水从冷却水进口 142进入冷却水夹套141，下煤锁102中的煤水混合物进行冷却降压，得到冷却煤水混合物，通过交替运作的下煤锁102输送进煤水分离装置。[0029]煤水分离部13将输送进来的冷却煤水混合物进行脱钠煤和溶有碱金属元素的废水的分离，得到废水和脱钠煤。煤水分离部具有脱钠煤出口 131和废水出口阀132。脱钠煤出口 131用于排出脱钠煤，废水出口阀132排出废水。脱钠煤既可全部用于燃烧发电，也可部分用于燃烧发电，其余可用于销售。
[0030]高钠煤脱钠提质装置还具有同废水出口阀132相连接的废水处理部15，用于将从废水出口阀132输出的废水进行处理，得到处理水以及钠钾浓缩液。废水处理部15具有处理水出口阀151和钠钾浓缩液出口 152，钠钾浓缩液出口 152排出钠钾浓缩液，处理水出口阀151则经循环水泵16连接到锅炉121。处理水从处理水出口阀151被排出，经循环水泵16进入锅炉121循环使用。
[0031]高钠煤脱钠提质装置中的循环水泵16还连接补水口 17，用于向装置中补充装置运行中损失的水分。
[0032]在本实施例中，当在进行高钠原煤的脱钠时，粉碎后的高钠原煤通过皮带输送进入煤斗18，从煤斗18经煤溜槽间歇进入交替运作的二个并联上煤锁101，连续输送进脱钠部。
[0033]高钠原煤在脱钠部11中煤炭分布器111的作用下，均匀下落到达下方的炉篦112。经过炉篦112顶层的搅拌叶片的搅拌下，与锅炉121输送进来的高温水均匀混合，使高钠原煤中的碱金属元素溶于水中，得到高温煤水混合物。高温煤水混合物中的煤经炉篦112的四层结构平稳移动依次下落进入下煤锁102。
[0034]下煤锁102中的高温煤水混合物在冷却水夹套141中进行冷却降压得到冷却煤水混合物，通过交替运作的下煤锁102输送进煤水分离部13。
[0035]冷却煤水混合物在煤水分离部13中进行脱钠煤和溶有碱金属元素的废水的分离，得到废水和脱钠煤。脱钠煤从脱钠煤出口 131排出，废水从废水出口阀132排出。废水经废水出口阀132进入相连接的废水处理部15，经处理得到处理水以及钠钾浓缩液。钠钾浓缩液从钠钾浓缩液出口 152排出，处理水从处理水出口阀151被排出，经循环水泵16进入锅炉121循环使用。
[0036]在整个装置中，排出的钠钾浓缩液和输出的脱钠煤会带出一部分水，造成循环水的损失，因此通过与循环水泵16连接的补水口 17为锅炉121补充一定量的水。
[0037]实施例的作用与效果
[0038]根据本实施例涉及的高钠煤脱钠提质装置，通过高温水洗原煤的原理，将高温高压水逆流输送进脱钠部，使水煤接触更加充分，将高钠原煤和高温水形成煤水混合物，使高钠原煤中的碱金属溶于高温水中再进行分离，降低了高钠原煤中的碱金属含量，其工艺简单，连续性好，运行安全，投资小，所需要的热源绝大部分可来自燃煤电厂的蒸汽凝结废热，利用蒸汽凝结废热，脱钠效果更好。最终得到的脱钠煤既可直接用于燃煤发电机组，从而大幅改善或解决燃高钠煤发电机组所面临的炉内结焦与受热面沾污问题；同时也可作为销售用煤，从而提高煤价和扩大销售范围；得到的钠钾浓缩液可回收用于制碱和钾肥生产。此夕卜，装置所需补水既可来自外部水源，也可利用从原煤中回收的水资源。
【权利要求】
1.一种高钠煤脱钠提质装置，对高钠原煤进行脱钠，得到脱钠煤，其特征在于，包含: 运送部、脱钠部，加热部、煤水分离部以及冷却部； 其中，所述运送部具有上煤锁和下煤锁，分别将所述高钠原煤送入和送出所述脱钠部， 所述加热部向所述脱钠部由下至上逆流输送高温水， 所述脱钠部具有炉篦，所述炉篦为四层结构，顶层为搅拌叶片，用于将进入所述脱钠部的所述高钠原煤与所述高温水均匀混合，得到高温煤水混合物， 所述冷却部提供冷水，冷却从所述脱钠部送出的所述高温煤水混合物，得到冷却煤水混合物， 所述煤水分离部分离所述冷却煤水混合物，得到废水和脱钠煤， 所述脱钠部还具有设置在与所述煤水分离部相连的通道，将位于所述高温煤水混合物的上层的高温水送入所述煤水分离部， 所述脱钠部还具有设置在所述通道下方的滤网，用于防止所述高温煤水混合物中的煤进入所述通道。
2.如权利要求1所述的高钠煤脱钠提质提质装置，其特征在于: 其中，所述脱钠部中还具有角铁构成的煤炭分布器，使所述高钠原煤经所述上煤锁在所述脱钠部中均匀下落到达所述炉篦。
3.如权利要求1所述的高钠煤脱钠提质提质装置，其特征在于: 其中，所述上煤锁为二个，并联交替运作， 所述下煤锁为二个，并联交替运作。
4.如权利要求1所述的高钠煤脱钠提质提质装置，其特征在于: 其中，所述冷却部具有冷却水夹套和冷却水进口，冷水从所述冷却水进口进入冷却水夹套，对所述煤水混合物进行冷却。
5.如权利要求1所述的高钠煤脱钠提质装置，其特征在于: 其中，所述高钠煤脱钠提质装置还具有废水处理部，将所述废水进行处理，得到处理水以及钠钾浓缩液，所述处理水进入所述加热部循环使用。
6.如权利要求1所述的高钠煤脱钠提质装置，其特征在于: 其中，所述高钠煤脱钠提质装置还具有补水口，与所述加热部相连，用于补充水分。
【文档编号】C10L9/00GK203613162SQ201320614025
【公开日】2014年5月28日 申请日期:2013年9月29日 优先权日:2013年9月29日
【发明者】张守玉, 刘大海, 陈川, 涂圣康, 郑红俊, 吴巧美, 邓文祥, 唐文蛟, 施大钟, 吕俊复 申请人:上海理工大学