一种准东煤燃烧前预处理的设备的制作方法

文档序号:12095872阅读:520来源:国知局

本发明属于化工领域,涉及一种高碱煤高效清洁利用技术,具体来说是一种准东煤燃烧前预处理的设备。



背景技术:

中国是一个能源消耗大国,其中煤炭消费占全部能源消费总量的76%。近年来,新疆地区陆续发现了储蓄量巨大的煤田,其中新疆准东地区煤炭资源储蓄极为丰富,预测煤炭储蓄量达到3900亿吨,煤田成煤面积1.4万平方公里,是中国目前最大的整装煤田。准东煤具有着火、燃尽性能优异,灰分含量较低,燃烧稳定性高等优点。准东煤属于低阶烟煤,由于成煤历史和当地特殊的地理环境,煤中碱金属含量高,尤其是钠含量远高于一般动力用煤。准东煤在燃烧过程中,易导致锅炉发生结渣、积灰、腐蚀等问题,严重影响锅炉的传热,降低了锅炉机组整体运行的可靠性。当前,对于准东煤的燃烧利用主要通过对锅炉等设备的合理设计与运行,掺混低钠煤或添加剂,煤的预处理等方法。目前,锅炉设备设计方面仍然存在水冷壁结渣受热面沾污腐蚀等问题;掺混低钠煤或添加剂法目前在国内得到使用,这一方法存在成本较高、灰量增加等缺点。传统准东煤水浴水洗/酸洗预处理方法,能耗高、耗时长,不适合在水资源匮乏的新疆地区大规模展开应用。

微波是介于红外和无线电波之间的一种电磁波,利用微波技术对物质的加热直接作用于物质的分子或离子,使分子或离子振动产生热量,使作用对象的内部和外部同时被加热,它具有加热效率高、能耗低、易于控制等特点。利用微波辅助萃取剂脱除准东煤中碱金属、碱土金属等酸性氧化物和硫组分,并对煤粉进行辅助干燥处理,具有很好的应用前景。

因此,设计出一种操作简单,能耗低,耗时短的准东煤燃烧前预处理的设备,可以从根本上脱除准东煤中碱金属、碱土金属等酸性氧化物和硫组分,对克服燃准东煤锅炉燃烧粘污、结渣腐蚀问题,实现准东煤大规模纯烧,保证燃准东煤锅炉安全、经济运行具有重大意义。



技术实现要素:

针对现有技术中的上述技术问题,本发明提供了一种准东煤燃烧前预处理的设备,所述的这种准东煤燃烧前预处理设备可以解决现有技术中的准东煤在燃烧时,容易粘污锅炉、锅炉结渣腐蚀的技术问题。

本发明提供了一种准东煤燃烧前预处理的设备,其特征在于:包括传送装置、磨煤机、洗煤装置、反渗透净化器、抽滤器、干燥设备;所述的传送装置与所述的磨煤机相连;所述的磨煤机的出口与所述的洗煤装置的煤粉入口相连,所述的洗煤装置的出口与所述的抽滤器的入口相连;所述的抽滤器的滤液出口与所述的反渗透净化器的入口相连,所述的反渗透净化器的水溶液出口与所述的洗煤装置的给水口相连;所述的抽滤器的煤粉出口与所述的干燥设备相连,所述的洗煤装置中具有一个微波发生装置,所述的微波发生装置的微波萃取功率为100~2000W,微波萃取时间为1~40 min,所述的洗煤装置中含有微波辅助萃取剂,所述的萃取剂溶液为醋酸铵溶液、醋酸溶液、或者醋酸与双氧水的混合溶液中的任意一种,所述的萃取剂与准东煤的液固体积质量比为5~40ml:1g。

进一步的,所述的醋酸氨或者醋酸溶液摩尔浓度分别为0.1~2 mol/L。

进一步的,所述的醋酸和双氧水混合溶液的摩尔浓度为0.1~2 mol/L。

进一步的,所述醋酸和双氧水混合溶液中醋酸和双氧水的摩尔比为0.1~10:1。

进一步的,所述的干燥设备采用工业微波干燥或者燃准东煤电站锅炉的炉膛的尾部烟气干燥,所述的工业微波功率为100~2000W。

进一步的,干燥设备的烟气入口与燃准东煤电站锅炉的炉膛的尾部烟气通道与相连,所述的干燥设备处理后的干燥煤送至燃准东煤电站锅炉的炉膛中。

本发明采用微波辅助萃取剂脱除准东煤中碱金属Na、K,碱土金属Ca,Mg和过渡金属Fe等酸性氧化物和硫组分等,所用萃取剂为醋酸氨溶液/醋酸溶液/醋酸和双氧水混合溶液中的一种。同时,设有反渗透净化器,进行滤液水溶液进行净化循环利用,处理后的浓Na/K/Ca/Mg/Fe混合溶液用于提纯高值化利用。与传统水浴水洗/酸洗脱碱金属Na等相比,本发明不但可脱除准东煤中大部分的碱金属和碱土金属元素,还可脱除一定量的铁和硫元素;混合溶液经反渗透净化装置处理后的水溶液可进行净化循环利用,处理后的浓Na/K/Ca/Mg/Fe混合溶液可用于提纯高值化利用。

本发明采用微波辅助煤粉萃取,采用锅炉尾部烟气干燥或者微波辅助干燥,其工作效率高、能耗低。本设备在在进行预处理时能耗低、易于控制,是一种简单、高效、经济的准东煤燃烧前预处理设备。

本发明和已有技术相比,其技术进步是显著的。本发明可有效克服燃准东煤锅炉燃烧结渣、粘污、腐蚀等问题,实现准东煤的大规模安全燃烧。而且,新疆地区水资源匮乏,本发明在抽滤后的滤液经反渗透净化装置处理后水溶液可以循环利用,降低了煤处理的水消耗率,产生的Na/K/Ca/Mg/Fe浓溶液均可回收利用。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

图1为本发明一种准东煤燃烧前预处理设备的结构示意图。图中:1-传送装置、2-磨煤机、3-洗煤装置、4-反渗透净化器、5-抽滤器、6-干燥设备、7-尾部烟气通道、8-燃煤电站炉膛。

具体实施方式

实施例1

一种准东煤燃烧前预处理的设备,包括传送装置1、磨煤机2、洗煤装置3、反渗透净化器4、抽滤器5、干燥设备6;传送装置1与磨煤机2相连;磨煤机2出口与洗煤装置3的煤粉入口相连,洗煤装置3的出口与抽滤器5的入口相连;所述的洗煤装置3中具有一个微波发生装置,所述的微波发生装置的微波萃取功率为100~2000W,微波萃取时间为1~40 min,所述的洗煤装置3中含有微波辅助萃取剂,所述的萃取剂溶液为醋酸铵溶液、醋酸溶液、或者醋酸与双氧水的混合溶液中的任意一种;所述的萃取剂与准东煤的液固体积质量比为5~40ml:1g,抽滤器5的滤液出口与反渗透净化器4的入口相连,反渗透净化器的4水溶液出口与洗煤装置3的给水口相连;抽滤器5的煤粉出口与干燥设备6相连,燃准东煤电站锅炉的尾部烟气通道7与干燥设备的6烟气入口相连,干燥设备6处理后的干燥煤送至燃准东煤电站锅炉的炉膛8中燃烧。

进一步的,所述的醋酸氨或者醋酸溶液摩尔浓度分别为0.1~2 mol/L。

进一步的,所述的醋酸和双氧水混合溶液的摩尔浓度为0.1~2 mol/L。

进一步的,所述醋酸和双氧水混合溶液中醋酸和双氧水的摩尔比为0.1~10:1。

进一步的,所述的干燥设备6采用工业微波干燥或者锅炉尾部烟气干燥,所用微波功率为100~2000W。

综上所述,本设备与传统水浴水洗/酸洗脱Na等设备相比,不但可脱除准东煤中大部分的碱金属和碱土金属元素,还可脱除一定量的铁和硫元素,且用时短、能耗低、易于控制。抽滤后的滤液经反渗透净化器处理后水溶液可以循环利用,降低了燃煤预处理的水消耗率,产生的Na/K/Ca/Mg/Fe浓溶液用于提纯高值化利用。该设备操作简单、高效经济、易于控制,该发明的应用可以有效克服燃准东煤锅炉燃烧结渣、粘污问题,实现准东煤的大规模安全燃烧。

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