CN102039085A - 一种循环流化床燃煤锅炉清洁燃烧的方法 - Google Patents

Abstract

一种循环流化床燃煤锅炉清洁燃烧的方法，通过采用一种新的湿法研磨和配料工艺，首先将煤、钙质物料和其它掺烧剂分别加水湿磨并储存在不同的储浆池里。根据测定料浆的含水量和化学成分，用体积比的计量方法将煤浆、钙质料浆和其它料浆在一个料浆池中进行配比，并搅拌均化，并将配好的混合煤浆进行过滤脱水，使含水量达到入炉要求，然后输送到循环流化床锅炉进行燃烧。本方法解决了在含水分波动的钙质物料、泥状物料与其他干物料掺烧剂和煤进行计量配料时很难准确而连续进行的问题，同时不需要预先烘干物料，提高了进入燃煤锅炉的煤泥配比质量和稳定性及均化程度，提高了循环流化床炉的燃烧稳定性和脱硫效率，减少了炉壁的磨损，节约了能源。

Description

一种循环流化床燃煤锅炉清洁燃烧的方法

技术领域

本发明涉及一种用于循环流化床燃煤锅炉清洁燃烧的方法。

背景技术

目前，中国及国际上循环流化床锅炉通用的清洁燃烧(主要指脱硫)方法是向循环流化床炉中加入含氧化钙较高的矿物质，如石灰石粉、生石灰粉、及电石渣等钙质物料进行干法脱硫，如专利02135540.1，01276545.7、01136258.8、200610116614.1等。以上专利技术所使用的钙质物料，都是以干燥物料的形式送入到循环流化床锅炉内进行脱硫。由于钙质物料和煤没有紧密的接触，相互之间的空隙率很大，导致煤在循环流化床内燃烧释放出SO2时，钙质物料捕捉SO2的概率下降，从而使脱硫率较低，一般低于70％，且稳定性差，难以满足电厂清洁燃烧的环保脱硫要求。另外，德国有一种石灰石粉干法脱硫方法，脱硫效果也达不到要求，需要在炉后增加湿法脱硫设备才能满足对脱硫率的要求。

发明人在中国的另一个专利CN01136258.8中，提出了一种新的燃煤锅炉清洁燃烧方法，通过在煤中加掺烧剂再加水，共同湿磨形成亲合颗粒，均化、水热合成，形成水化产物进行亲合煅烧，从而使煤的细小颗粒与钙质物料的细小颗粒更紧密的接触，同时又在水的参与下形成水热合成反应，使煤中的硫在没有排放之前直接与钙质掺烧剂在燃烧过程中直接反应，减少了SO2的释放量，同时由于水的参与也增加了SO2被钙质物料捕捉的概率和脱硫反应速度，从而可使在循环流化床锅炉中的脱硫率达到90％以上。但是这种锅炉清洁燃烧方法在实践过程中也存在缺陷：

(1)良好的脱硫率在一定程度上取决于煤粉颗粒与钙质物料等掺烧剂颗粒之间的亲合度，亲合度越高，燃烧反应越充分，脱硫效果越好。而目前将煤和掺烧剂加水共同湿磨的方法，其颗粒亲合度还没有达到很好效果。

(2)由于其中的掺烧剂由一种或多种配料组成，在掺烧剂的配料方案确定后，需要用电子皮带秤和微机控制其配比，才能保证掺烧剂配方准确。而煤与掺烧剂的配比也要用电子皮带秤和微机控制才能保证脱硫效果和燃烧后所生成的水硬性矿物伴生物的产品质量。而掺烧剂中所使用的钙质物料有许多含有一定量的水分，水分含量又不均匀，如电石渣、赤泥等许多工业废渣，含水量及其波动都较大，在掺烧剂与煤的配料过程中无法将煤与含不等量水份的掺烧剂进行精确的计量配比，从而给计量配料造成很大困难，影响锅炉燃烧的稳定性，脱硫率也不能稳定的控制在需要的范围内，所生产的水硬性矿物质量不稳定。

(3)因为燃煤和各种掺烧剂材料中所含水分根据原料来源、批次、来料时间及地点的不同存在很大的变动，如果全部烘干到所要求的水分后再进行配料，则需要消耗大量的煤、电和人力资源，还需要除尘设备，不仅浪费能源，还会导致新的粉尘污染出现。

(4)干物料和干煤很容易通过电子秤进行计量配料，而含水分大的物料及含水分的泥状物料则很容易粘结在电子皮带秤、斗式秤或其它形式的秤上，从而造成不同状态的物料很难同时连续的进行电子秤配料。

发明内容

本发明提出一种新的循环流化床燃煤锅炉清洁燃烧的湿法研磨和配料工艺，通过将钙质物料、其他掺烧剂和煤料等分别进行湿磨均化再进行配比的方法，以解决前述的技术缺陷。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种循环流化床燃煤锅炉清洁燃烧的方法，将煤、钙质物料和其它掺烧剂混合，送入燃煤锅炉进行燃烧，其中包括以下步骤：

a、将煤加水形成煤料浆；

b、将钙质物料加水形成钙质料浆；

c、将其他掺烧剂加水形成配料浆；

d、按一定配比将煤料浆、钙质料浆和配料浆进行配料、均化，形成混合煤浆；

e、将混合煤浆脱水、入炉燃烧。

作为进一步的改进，如果原料煤、钙质物料或其他掺烧剂的细度不符合要求，则还应包括如下技术方案：

一种燃煤锅炉清洁燃烧的方法，将煤、钙质物料和其它掺烧剂混合，送入燃煤锅炉进行燃烧，其中包括以下步骤：

a、将煤加水共同湿磨形成煤料浆；

b、将钙质物料加水共同湿磨形成钙质料浆；

c、将其他掺烧剂加水共同湿磨形成配料浆；

d、按一定配比将煤料浆、钙质料浆和配料浆进行配料、均化，形成混合煤浆；

e、将混合煤浆脱水、入炉燃烧。

其中，在所述步骤c中，先将其他掺烧剂通过计量秤配料以后，再加水形成配料浆，或加水共同湿磨形成配料浆。

其中，在所述步骤d中，按一定体积比将煤料浆、钙质料浆和配料浆进行配料、均化，形成混合煤浆。

其中，所述煤料浆、钙质料浆和配料浆通过输送泵送到均化储存库，通过高压空气或机械方式进行搅拌和均化，并取样进行物理分析和化学分析。

其中，按一定体积比将储存均化库中的煤料浆、钙质料浆和配料浆分别通过库底流量控制阀配料到一个均化搅拌池内形成混合煤浆，通过机械搅拌和高压空气搅拌均化，并取样进行物理分析和化学分析。

其中，将配比合格的混合煤浆采用输送泵送到脱水系统，经过脱水设备过滤脱水后制成煤泥，输送到循环流化床炉前的给煤系统入炉燃烧。

其中，将所述混合煤浆或煤泥送入研磨机进行二次研磨，提高混合煤浆或煤泥细度和均化程度。

其中，钙质物料包括电石渣、赤泥、石灰、石灰石、泥灰岩、磷肥渣、鎂渣、白垩土、页岩中的一种或多种。

其中，其它掺烧剂包括萤石、磷渣、芒硝、锂盐渣、铁合金渣、油页岩、硅粉、碳酸钠、氯化钾、氯化钠、氯化钙、重晶石、稀土元素尾矿、铅锌尾矿、铜尾矿、火山灰、锌、锰、镍、铬中的一种或多种。

本发明的有益效果在于，通过先将煤、钙质物料和其他掺烧剂各自加水研磨，形成煤料浆、钙质料浆和配料浆后，再以体积比进行计量和液体配料，通过搅拌均化，不仅大大提高了各物料颗粒之间的亲合度，而且使物料和煤能够准确的按比例进行配比，解决了在含水分波动的钙质物料及含水分的泥状物料与其他干物料掺烧剂和煤进行计量配料时，很难准确而连续进行的问题，同时不需要预先烘干物料，提高了进入燃煤锅炉的煤泥配比质量，增强了循环流化床炉的燃烧稳定性和脱硫效率，减少了炉壁的磨损，节约了能源。

附图说明

附图是本发明的工艺流程图。

具体实施方式

下面结合附图，具体描述本发明的实施方式。

为了解决目前的循环流化床燃煤锅炉在配料过程中出现的配比不准确及不易连续自动配料的问题，本发明提出了一种新的湿法研磨和配料工艺，主要步骤如下：

1、将煤、钙质物料或含钙量高的工业废渣，及其他掺烧剂，分别运放到电厂内的煤库、煤棚或钙质物料库及其它掺烧剂库里，以备生产之用。

2、将多种原煤在堆棚内，通过抓斗吊车进行搭配均化后，将煤和水一起混合成煤浆。如果煤粉细度达不到要求，则先将煤和水一起混合后进入球磨机或棒磨机进行湿法研磨，在保证一定的泵送流动度的状态下，将磨细的煤料浆用输送泵泵送到均化储存库，用高压空气或机械搅拌均化系统进行均化和防止物料离析、沉降，并取样进行物理分析和化学分析，等待下一步配料。

3、将钙质物料如电石渣、石灰、石灰石等和水混合成钙质料浆，如果钙质物料细度达不到要求，则先将钙质物料输送到球磨机入口，加水一起进行研磨形成料浆，输送进入储浆库中，通过机械搅拌或空气搅拌制浆、均化，保证一定的泵送流动度，送入均化储存库均化和防止物料离析、沉降，取样进行物理分析和化学分析，等待下一步配料。

钙质物料一般包括电石渣、赤泥、石灰、石灰石、泥灰岩、磷肥渣、鎂渣、白垩土、页岩等一种或多种含氧化钙较高的矿物质。

4、将其它一种或几种少量掺烧剂，进行计量秤配料以后加水形成配料浆。如果掺烧剂物料的细度达不到要求，则先将配料输入磨头仓加水入磨，研磨成料浆送入均化储存库均化和防止物料离析、沉降，取样进行物理分析和化学分析，等待下一步配料。

其他掺烧剂一般包括萤石、磷渣、芒硝、锂盐渣、铁合金渣、油页岩、硅粉、碳酸钠、氯化钾、氯化钠、氯化钙、重晶石、稀土元素尾矿、铅锌尾矿、铜尾矿、火山灰、锌、锰、镍、铬等中的一种或多种。

5、混合物料的配料及均化。将以上三种煤料浆、钙质料浆和配料浆浆体，按各种物料的含量比例要求通过配料计算，折算成体积比进行计量，按一定的比例将以上三种均化储存库中均化好的料浆分别通过库底流量控制阀，配料到一个均化搅拌池内，通过机械搅拌和高压空气搅拌均化，同时防止物料离析、沉降。对混合物料取样、进行物理和化学分析，如果不合格再进行上述的调配、搅拌和均化过程，直至最终合格，等待进行下一个工序。

6、如果混合煤浆的细度达不到要求，可将上述混合煤浆或煤泥送入磨机进行第二次研磨，直到细度合格，进行下一个工序。

7、料浆脱水。将配比合格后的混合煤浆，采用输送泵泵送到脱水系统，经脱水设备的吸滤、压滤或真空吸滤等方式过滤脱水后，混合煤浆脱水成煤泥或煤泥饼(含有少量水分)。将煤泥输送到循环流化床炉前的给煤系统，进入下一个工序。

8、入炉燃烧。将配制好的含少量水分的煤泥通过给煤机送入循环流化床炉进行燃烧，同时达到供热和高效稳定脱硫的目的，并获得质量稳定的水硬性矿物伴生物材料。

实施例：

燃料：干煤；钙质材料：含水电石渣；其他掺烧剂：干料

由于电石渣水分含量在10％～90％，而且每批运来的电石渣水分含量不一样，含水量波动很大，如一批含水量少的电石渣，水分含量为15％左右，而另一批水分含量大的电石渣，含水量为80％左右。在这种情况下，无法将煤、电石渣和其他掺烧剂准确的配比，也不便将其共同加水进行混磨。因此，采用如下步骤：

1、原煤在堆棚内，通过抓斗吊车进行搭配入料，简单均化后，通过皮带输送机和水(20％～90％，较佳比例为35％)一起进入球磨机或棒磨机进行湿法磨制，保证一定的泵送流动度，经过回转筛筛分后，采用输送泵泵送到均化储存库，库内设计有高压空气搅拌均化系统，均化和防止物料离析、沉降。库底设计有流量控制阀系统。均化后，取样进行物理分析(如水分、细度、容重)和工业分析(如挥发分、含碳量、灰份、低位热值)。

2、将电石渣通过输送机(皮带或者螺旋输送机)加水(10％～90％，较佳比例为50％)一起进入球磨机磨制成电石渣料浆，然后进入混凝土搅拌池，通过机械搅拌和高压空气搅拌制浆、均化，保证一定的泵送流动度。然后，将混合均化后的电石渣料浆泵送到均化、储存圆库。均化后，取样进行物理分析(如水分、细度、容重)和化学全分析(如LOSS、SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO、MgO、SO3、TiO2、R2O等)。

3、其他三种掺烧剂(如萤石、磷渣、硅粉)的原料进厂后，储存在各自的储存库内，经过三台计量皮带输送机，和一定的水(20％～90％，较佳比例为35％)一起进入球磨机进行湿法磨制，保证一定的泵送流动度，经过筛分后，采用输送泵泵送到各自的均化储存圆库，库内设计有高压空气搅拌均化系统，均化和防止物料离析、沉降。库底设计有流量控制阀系统，均化后，取样进行物理分析(如水分、细度、容重)和化学全分析(如LOSS、SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO、MgO、CaF2、SO3、TiO2、R2O等)。

4、配料均化。将以上多种浆体通过配料计算，按原煤：电石渣：掺烧剂＝1∶0.8∶0.2的比例从不同的储存均化库内通过储存均化库库底流量控制阀放送到混凝土均化搅拌池内，通过机械搅拌和高压空气搅拌均化，搅拌池内特别设计有高压空气搅拌和机械搅拌设备，同时防止物料离析、沉降。取样、通过化学分析合格后(不合格进行调配，直到合格)，进行下一个工序。

5、脱水。将配比合格后的混合煤浆，采用输送泵泵送到脱水系统，经脱水设备的吸滤、压滤或真空吸滤等方式过滤脱水后，混合煤浆脱水成煤泥或煤泥饼(含有少量水分)。将煤泥输送到循环流化床炉前的给煤系统，进入下一个工序。混合煤浆的水份控制在10％～90％，脱水设备可以通过自动控制调节产量，过滤液通过输送泵返回生产系统被回收利用。

6、入炉燃烧。将配制好的煤泥通过给煤机送入循环流化床炉进行燃烧，同时达到供热和高效稳定脱硫的目的，并获得质量稳定的水硬性矿物伴生物材料。

本发明经测试，可以有效解决在含水分波动的钙质物料、泥状物料与其他干物料掺烧剂和煤进行计量配料时很难准确而连续进行的问题，同时不需要预先烘干物料，提高了进入燃煤锅炉的煤泥配比质量和均化程度，提高了循环流化床炉的燃烧稳定性和脱硫效率，减少了炉壁的磨损，节约了能源，同时可生成质量稳定的水硬性建筑材料。

由本发明上述实施方案的具体描述可以得出，本发明所述技术方案并不局限于此。对于本领域普通技术人员而言，在不脱离本发明实质内容的前提下，对本发明技术及参数的各种修改、增删或替换，均在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种循环流化床燃煤锅炉清洁燃烧的方法，将煤、钙质物料和其它掺烧剂混合，送入燃煤锅炉进行燃烧，其中包括以下步骤：

a、将煤加水形成煤料浆；

b、将钙质物料加水形成钙质料浆；

c、将其他掺烧剂加水形成配料浆；

d、按一定配比将煤料浆、钙质料浆和配料浆进行配料、均化，形成混合煤浆；

e、将混合煤浆脱水、入炉燃烧。

2.如权利要求1所述的一种循环流化床燃煤锅炉清洁燃烧的方法，将煤、钙质物料和其它掺烧剂混合，送入燃煤锅炉进行燃烧，其中包括以下步骤：

a、将煤加水共同湿磨形成煤料浆；

b、将钙质物料加水共同湿磨形成钙质料浆；

c、将其他掺烧剂加水共同湿磨形成配料浆；

d、按一定配比将煤料浆、钙质料浆和配料浆进行配料、均化，形成混合煤浆；

e、将混合煤浆脱水、入炉燃烧。

3.如权利要求1或2所述的一种循环流化床燃煤锅炉清洁燃烧的方法，其特征在于，在所述步骤c中，将其他掺烧剂先通过计量秤配料以后再加水或共同湿磨形成配料浆。

4.如权利要求1或2所述的一种循环流化床燃煤锅炉清洁燃烧的方法，其特征在于，在所述步骤d中，按一定体积比将煤料浆、钙质料浆和配料浆进行配料、均化。

5.如权利要求1或2所述的一种循环流化床燃煤锅炉清洁燃烧的方法，其特征在于，所述煤料浆、钙质料浆和配料浆通过输送泵送到均化储存库，通过高压空气或机械方式进行搅拌和均化，并取样进行物理分析和化学分析。

6.如权利要求4所述的一种循环流化床燃煤锅炉清洁燃烧的方法，其特征在于，按一定体积比将储存均化库中的煤料浆、钙质料浆和配料浆分别通过库底流量控制阀配料到一个均化搅拌池内形成混合煤浆，通过机械搅拌和高压空气搅拌均化，并取样进行物理分析和化学分析。

7.如权利要求6所述的一种循环流化床燃煤锅炉清洁燃烧的方法，其特征在于，将配比合格的混合煤浆采用输送泵送到脱水系统，经过脱水设备过滤脱水后制成煤泥，输送到循环流化床炉前的给煤系统入炉燃烧。

8.如权利要求7所述的一种循环流化床燃煤锅炉清洁燃烧的方法，其特征在于，将所述混合煤浆或煤泥送入研磨机进行二次研磨，提高煤泥细度和均化程度。

9.如权利要求1或2所述的一种循环流化床燃煤锅炉清洁燃烧的方法，其特征在于，钙质物料包括电石渣、赤泥、石灰、石灰石、泥灰岩、磷肥渣、鎂渣、白垩土、页岩中的一种或多种。

10.如权利要求1或2所述的一种循环流化床燃煤锅炉清洁燃烧的方法，其特征在于，其它掺烧剂包括萤石、磷渣、芒硝、锂盐渣、铁合金渣、油页岩、硅粉、碳酸钠、氯化钾、氯化钠、氯化钙、重晶石、稀土元素尾矿、铅锌尾矿、铜尾矿、火山灰、锌、锰、镍、铬中的一种或多种。

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