CN103868056B - 利用燃煤燃烧获得洁净高温热烟气的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用燃煤燃烧产生洁净高温热烟气的方法。本发明由以下步骤组成：一、以燃煤为原料，将燃煤破碎至粒径小于20毫米后加入沸腾燃烧炉中燃烧产生700‑800℃的烟气，在沸腾燃烧炉中添加石灰石粉，其加入量为燃煤重量的5‑10％；二、步骤一所述的烟气先后进入高温管式换热器和低温管式换热器的管程，与烟气风机送来的低温烟气进行间接换热后，烟气温度降到250‑300℃；三、步骤二的烟气再进入空气预热器的管程与鼓风机送来的空气再次进行间接换热后，烟气温度降低到120～140℃；四、经布袋除尘器除尘后，获得含尘＜30mg/Nm3的低温烟气；五、步骤四所述的低温烟气由烟气风机送至步骤二所述的换热器的壳程，与烟气进行间接换热将温度升高至600～650℃，得到高温热烟气。

Description

利用燃煤燃烧获得洁净高温热烟气的方法
技术领域
本发明涉及一种用燃煤燃烧产生洁净高温热烟气的新方法。
背景技术
现有技术中有很多利用燃煤燃烧产生高温热烟气的方法，通过高温除尘后烟气含尘量300～500mg/Nm3，用来干燥产品。由于烟气中含有大量的粉尘，所以在对烟气的使用上基本局限于对含尘等卫生指标要求不高的产品，如：肥料、矿粉等。
另外，为降低烟气粉尘，很多都是在工艺、设备、原料上想办法。要求高热值、低灰份的无烟煤、烟煤(热值大于6000Kcal/Kg，灰分小于10％)作为原料煤，在燃烧过程中烟气温度达到1000℃以上，使用粉尘烧熔达到重力除尘的目的，也只能满足烟气含尘量200～300mg/Nm3，同时系统热效率只有75－80％。如：美宝炉。随着高热值、低灰份的燃煤资源不断减少，低热值燃煤利用将是必然。中国低热值燃煤量有2118亿吨，目前，主要是发电厂使用，未来将成为化工生产主要热源之一。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种采用所有燃煤为燃料，直接制得600℃、含尘≤30mg/Nm3洁净高温热烟气的方法。
本发明所述的利用燃煤燃烧产生洁净高温热烟气的方法由以下步骤组成：
一、以燃煤为原料，将燃煤破碎至粒径小于20毫米后加入沸腾燃烧炉中燃烧产生700—800℃的烟气，在沸腾燃烧炉中添加石灰石粉为脱硫剂，将燃煤中的SO2于沸腾炉内脱除，所述的石灰石粉是碳酸钙或氧化钙，其加入量为燃煤重量的5-10％；
二、步骤一所述的烟气先后进入高温管式换热器和低温管式换热器的管程，与烟气风机送来的低温烟气进行间接换热后，烟气温度降到250—300℃；
三、步骤二的烟气再进入空气预热器的管程与鼓风机送来的空气再次进行间接换热后，烟气温度降低到120～140℃；
四、经布袋除尘器除尘后，获得含尘＜30mg/Nm3的低温烟气；
五、步骤四所述的低温烟气由烟气风机送至步骤二所述的换热器的壳程，与烟气进行间接换热将温度升高至600～650℃，得到高温热烟气。
本发明是结合沸腾炉和空气换热器技术，再充分利用耐高温布袋除尘器，使燃煤燃烧产生高温干净烟气成为化工产品干燥热源，同时优化工艺把普通的燃煤热利用效率提高10～15％。在工艺上考虑高含尘量的烟气从换热器管内经过，低含尘量的烟气从换热器管间经过，避免换热器集灰结垢。
本发明的原料煤可以是所有的燃煤，甚至可以是热值小于3500Kcal/Kg、灰分大于30％的低价格、低热值的褐煤。
本发明工艺流程短，低价值的燃煤得到了充分利用，回收低温烟气中残余热量，热利用率得以提高，比传统工艺热利用率高10—15％。相比现有技术中采用优质烟煤(或无烟煤)型煤，通过能效较低的气化炉制成半水煤气之工艺，大幅降低了热源气综合能耗。
本发明所述的工艺方法不仅适用低热值高灰份的燃煤，也适用高热值低灰分的其它煤种。
具体实施方式
本发明采用低价格低热值的燃煤为原料，经过破碎后，加入沸腾燃烧炉中燃烧产生700—800℃的烟气，燃煤需要经过破碎至粒径小于20毫米，在沸腾燃烧炉中添加石灰石粉为脱硫剂，将燃煤中的SO2于沸腾炉内尽量脱除，其脱SO2效率一般可以达到≥85％。所述的石灰石粉是碳酸钙或氧化钙，其加入量为燃煤重量的5-10％。本发明充分考虑环保，在沸腾炉燃煤过程是设计干法脱硫系统，保证所得到的烟气为低硫烟气。
沸腾燃烧炉可以采用现有的新型燃煤沸腾炉，煤之燃尽率≥98％，热效率≥96％，炉渣(灰)残碳≤1％。
所述的烟气先后进入高温换热器和低温换热器的管程，与烟气风机送来的低温烟气进行间接换热后，烟气的温度降到250—300℃。之所以要进入两级换热器是为了工业成本，从而在设备制造用材料上根据不同的温度要求选择最经济合理的材料。若进入一个足够大的换热器也是可以的。所述的低温烟气可以采用步骤四得到的低温烟气。
再进入空气预热器的管程与鼓风机送来的空气再次进行间接换热后，所述的烟气温度降低到120～140℃，经布袋除尘器除尘后，获得含尘＜30mg/Nm3的低温烟气，再由烟气风机送至步骤二换热器的壳程，与管内的高温烟气进行间接换热将温度升高至600～650℃后，得到高温热烟。
所述的高温热烟由于含尘少，用于干燥饲料级磷酸氢钙产品等用途。
空气经燃烧空气鼓风机进入空气预热器出来的空气被加热到温度100～150℃，进入沸腾炉，作为沸腾炉助燃空气。
将温度降至150℃的含尘热烟气经布袋收尘器除尘，使其含尘浓度降至30mg/Nm3以下，再返回系统。经换热器重新被加热至600℃后作为本发明的产品气。如此可充分回收利用了温度120～150℃废气之显热，使本工艺之系统热效率达到80.32％，较用20℃空气作为热源气原料气者提高系统热效率10％。
燃烧后产生的炉渣和炉灰经机械输送系统分别送到两台渣仓和一台灰仓中暂存。

Claims (2)

1.一种利用燃煤燃烧产生洁净高温热烟气的方法，其特征在于由以下步骤组成：
一、以燃煤为原料，将燃煤破碎至粒径小于20毫米后加入沸腾燃烧炉中燃烧产生700—800℃的烟气，在沸腾燃烧炉中添加石灰石粉为脱硫剂，将燃煤中的SO2于沸腾炉内脱除，所述的石灰石粉是碳酸钙，其加入量为燃煤重量的5-10％；
二、步骤一所述的烟气先后进入高温管式换热器和低温管式换热器的管程，与烟气风机送来的低温烟气进行间接换热后，烟气温度降到250—300℃；
三、步骤二的烟气再进入空气预热器的管程与鼓风机送来的空气再次进行间接换热后，烟气温度降低到120～140℃；
四、经布袋除尘器除尘后，获得含尘＜30mg/Nm3的低温烟气；
五、步骤四所述的低温烟气由烟气风机送至步骤二所述的换热器的壳程，与烟气进行间接换热将温度升高至600～650℃，得到高温热烟气。
2.如权利要求1所述的利用燃煤燃烧产生洁净高温热烟气的方法，其特征在于所述的原料是热值小于3500Kcal/Kg、灰分大于30％的褐煤。
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