CN113028418A - 一种循环流化床锅炉掺烧气化细渣的处理系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种循环流化床锅炉掺烧气化细渣的处理系统及方法，包括给料干化装置、循环流化床锅炉装置。含水70％‑99％的气化细渣进入给料干化装置后，深度脱水至含水10％‑25％的细渣滤饼，回收了大量水资源，含水10％‑25％的细渣滤饼进入循环流化床锅炉装置，利用细渣滤饼中的残炭燃料，产生高温高压蒸汽，燃烧产生的白灰可直接用作保温材料及建筑、道路材料、土壤改性等。本申请通过对气化细渣进行干化和掺烧处理，节水、节能、增效，解决了气化细渣固废处理难度大、环境污染严重的问题。
Description
技术领域
本发明涉及煤化工技术领域，具体而言，涉及一种循环流化床掺烧气化细渣的处理系统及方法。
背景技术
在煤化工生产过程中，气流床气化(水煤浆气化、干煤粉气化等)反应后会产生大量含水量高的气化细渣，气化细渣干基可燃物含量为18％-65％。气化细渣每年约有6000万吨到1亿吨的排放量，目前对气化细渣主要采用填埋的处理方式，填埋方式减容效果差，浪费水资源，且占用大量的土地资源，由于防渗透、防散扬等措施不完善易产生二次污染。
目前，对细渣的脱水设备有：(1)真空带式或离心式过滤机，脱水后滤饼含水率在65％左右。该脱水的装置运输过程漏浆漏液严重、环境污染严重，还存在着运输成本高、药剂消耗量大、系统耗水严重、滤布使用寿命短、更换频繁等问题。(2)板框式压滤机，脱水后滤饼含水率在50％左右。该脱水的装置存在着以下问题：滤饼与滤布易粘结、滤布消耗大、工作压力高等问题。
鉴于此，特提出本发明。
发明内容
本申请提供了一种循环流化床掺烧气化细渣的处理系统及方法，以解决现有气化细渣处理难度大，环境污染严重，浪费资源的问题。
一方面，本申请提供了一种循环流化床掺烧气化细渣的处理系统，包括给料干化装置和循环流化床锅炉装置；
给料干化装置包括：渣浆泵、干化机、皮带输送机、料仓和气力输送风机；
渣浆泵用于将气化细渣输送到干化机；
皮带输送机的一端设置在干化机的下方，皮带输送机的另一端连接料仓的进口；
气力输送风机的进料端位于料仓的下方，气力输送风机的出料端与循环流化床锅炉装置连通。
第二方面，本申请提供了一种循环流化床锅炉掺烧气化细渣的处理方法，其采用上述处理系统，包括：
通过渣浆泵将气化细渣浆料输入至干化机，利用干化机对气化细渣浆料进行深度脱水处理得到气化细渣滤饼；
通过皮带输送机将气化细渣滤饼输送到料仓并破碎。
在本发明较佳的实施例中，利用干化机对气化细渣浆料进行深度脱水处理得到气化细渣滤饼的过程包括以下步骤：通过渣浆泵将气化细渣浆料输送至干化机进行压榨；通过低品位热源对压榨后的气化细渣进行加热至气化细渣中的水分沸腾，得到气化细渣滤饼。
在本发明较佳的实施例中，低品位热源为110℃-220℃化工厂乏汽或低压蒸汽或高温热水。
在本发明较佳的实施例中，向干化机中直接通入低品位热源。
在本发明较佳的实施例中，气化细渣滤饼的含水率范围为5％-20％。
在本发明较佳的实施例中，气化细渣滤饼通过气力输送风机输送到循环流化床锅炉的炉膛上部负压区。
在本发明较佳的实施例中，气化细渣滤饼通过气力输送风机输送到循环流化床锅炉的返料管斜管口处。
在本发明较佳的实施例中，气化细渣滤饼通过皮带输送机输送至碎煤仓与燃料煤混合，通过循环流化床锅炉的燃料煤入口进入锅炉。
本申请的有益效果是：将含水70％-99％的气化细渣进入给料干化装置后，变成含水10％-25％的细渣滤饼，回收了大量水资源，细渣滤饼的收到基热值显著提高。除去大部分水分后气化细渣发达的孔隙结构就呈现出来，气化细渣和燃料煤混燃呈现显著的促进协同效应，气化细渣的燃烧特性得到显著改善。含水5％-20％的细渣滤饼进入循环流化床锅炉装置，利用细渣滤饼中的残炭燃料，产生高温高压蒸汽，燃烧产生的白灰可直接用作保温材料及建筑、道路材料、土壤改性等。本申请通过对气化细渣进行干化和掺烧处理，节水、节能、增效，解决了气化细渣固废处理难度大、环境污染严重的行业瓶颈问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本申请的一种循环流化床锅炉掺烧气化细渣的处理系统的结构示意图。
其中，1-给料干化装置；2-循环流化床锅炉装置；3-渣浆泵；4-干化机；5-皮带输送机；6-料仓；7-气力输送风机；8-进料口；9-燃烧段；10-分离器；11-高温换热区；12-低温换热区；13-灰料斗；14-净化除尘器。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
参见图1，本申请提供了一种循环流化床锅炉掺烧气化细渣的处理系统，包括给料干化装置1和循环流化床锅炉装置2。
具体地，给料干化装置1包括：渣浆泵3、干化机4、皮带输送机5、料仓6以及气力输送风机7；渣浆泵3用于将气化细渣输送到干化机4；皮带输送机5的一端设置在干化机4的下方，皮带输送机5的另一端连接料仓6的进口；气力输送风机7的进料端位于料仓的下方，气力输送风机7的出料端与循环流化床锅炉装置2连通。
当处理系统正常工作时，渣浆泵3用于将气化细渣浆料输送到干化机4，干化机4用于将气化细渣浆料进行干化操作，得到气化细渣滤饼。皮带输送机5用于将气化细渣滤饼输送到料仓6，气力输送风机7用于将气化细渣滤饼通过进料口8输送到循环流化床锅炉装置。
需要补充的是，气化细渣中水分主要有四类：(1)间隙水，间隙水即自由水，自由水用外力机械压力就很容易除去；(2)毛细结合水，毛细结合水是颗粒间的毛细管束缚的水分，需要较高的机械作用力和能量才能除去；(3)表面吸附水，表面吸附水是覆盖在颗粒整个表面，通过表面张力作用吸附的水分，此水分可以用吹风法除去；(4)内部结合水，内部结合水是最难除去的，需要很高的能量将水分蒸发才能除去。
需要说明的是，循环流化床锅炉装置2包括依次设置的燃烧段9、分离器10和换热段，气力输送风机7的出料端与燃烧段9相连通。在一些实施例中，换热段的底部设置有灰料斗13，循环流化床锅炉装置2还包括净化除尘器14，净化除尘器14的进料口与换热段的底部连通。物料在燃烧段9内循环燃烧，燃烧后的飞灰通过分离器10进入换热段，依次通过高温换热区11、低温换热区12后，白灰进入灰料斗13，降温后的烟气通过净化除尘器14后达标排放。
本发明实施例还提供的循环流化床锅炉掺烧气化细渣的处理方法，其采用上述处理系统，包括：通过渣浆泵3将气化细渣浆料输入至干化机4，利用干化机4对气化细渣浆料进行深度脱水处理得到气化细渣滤饼；通过皮带输送机5将气化细渣滤饼输送到料仓6并破碎。
需要说明的是，煤气化细渣的处理方法既通过深度脱水使气化细渣排放减量30％左右，回收水资源，又通过残炭的掺烧减量40％左右，充分利用能源，还副产了高压蒸汽，实现了减量化、节能化和环保的可持续发展的道路。
发明人利用干化机，采用低品位高温热源对气化细渣进行加热，使气化细渣中难去除的表面吸附水和部分内部结合水产生相变，由液态变为气态，达到深度脱水的目的，为细渣滤饼后续利用创造了条件。
在一些实施例中，低品位热源为110℃-220℃化工厂乏汽或低压蒸汽或高温热水，可以向干化机中直接通入低品位热源。更为具体的是，通过低品位热源加热，能够有效地降低气化细渣浆料的含水量，便于后续工序处理，若含水量过高，进入循环流化床锅炉装置后能耗高、锅炉无法稳定燃烧。同时，较低的含水量能够有效提升气化细渣的处理效率。
由以上技术方案可知：本申请通过将含水70％-99％的气化细渣进入给料干化装置1后，变成含水10％-25％的细渣滤饼，回收了大量水资源，细渣滤饼的收到基热值显著提高。除去大部分水分后气化细渣发达的孔隙结构就呈现出来，气化细渣和燃料煤混燃呈现显著的促进协同效应，气化细渣的燃烧特性得到显著改善。含水10％-25％的细渣滤饼进入循环流化床锅炉装置2，利用细渣滤饼中的残炭燃料，产生高温高压蒸汽，燃烧产生的白灰可直接用作保温材料及建筑、道路材料、土壤改性等。本申请通过对气化细渣进行干化和掺烧处理，节水、节能、增效，解决了气化细渣固废处理难度大、环境污染严重的行业瓶颈问题。
气化细渣滤饼可以采用如下三种处理方式输送至进料口8。
在一些实施例中，气化细渣滤饼通过气力输送风机7输送到循环流化床锅炉装置2的炉膛上部负压区。具体地，深度脱水至20％以下的滤饼通过皮带输送至料仓，经过粉碎后，利用气力输送直接进入循环流化床锅炉的炉膛上部负压区，滤饼通过重力落入炉膛下部密相区域，立即被大量高温床料包围，传热传质强烈，燃烧易进行。
在另外的实施例中，气化细渣滤饼通过气力输送风机7输送到循环流化床锅炉装置2的返料管斜管口处。具体地，深度脱水至20％以下的滤饼通过皮带输送至料仓，经过粉碎后，利用气力输送直接进入循环流化床锅炉的返料管斜管口，即直接送入锅炉炉膛密相区域，使燃烧更充分，残炭转化率高。
在另外的实施例中，气化细渣滤饼通过皮带输送机5输送至碎煤仓与燃料煤混合，通过循环流化床锅炉装置2的燃料煤入口进入锅炉。具体地，深度脱水至20％以下的滤饼可以通过皮带直接输送至碎煤仓，然后与燃料煤混合，通过燃料煤入口一起进入锅炉。除去大部分水分后气化细渣发达的孔隙结构就呈现出来，气化细渣和燃料煤混燃呈现显著的促进协同效应，气化细渣的燃烧特性得到显著改善。
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例1
本实施例提供一种循环流化床锅炉掺烧气化细渣的处理方法，其利用图1中的装置进行处理，包括如下步骤：
(1)通过渣浆泵将含水量80％(质量分数)气化细渣浆料输入干化机，渣浆泵的进料压力为0.8MPa；
(2)干化机对气化细渣浆料进行深度脱水处理，得到气化细渣滤饼；
通过温度为110℃的低品位热源进行加热，加热后气化细渣中的水分沸腾；
(3)通过皮带输送机将气化细渣滤饼输送到料仓并破碎；
(4)将破碎后的气化细渣滤饼经过气力输送风机通过管道输送进入循环流化床锅炉装置进料口，对气化细渣滤饼进行循环燃烧，得到燃烧产物白灰，同时产生副产物蒸汽，便于能源的循环再次利用。
经检测，干化机处理之后的物料中水含量约为15％。
以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种循环流化床锅炉掺烧气化细渣的处理系统，其特征在于，包括给料干化装置和循环流化床锅炉装置；
所述给料干化装置包括：渣浆泵、干化机、皮带输送机、料仓和气力输送风机；
所述渣浆泵用于将气化细渣输送到所述干化机；
所述皮带输送机的一端设置在所述干化机的下方，所述皮带输送机的另一端连接所述料仓的进口；
所述气力输送风机的进料端位于所述料仓的下方，所述气力输送风机的出料端与所述循环流化床锅炉装置连通。
2.一种循环流化床锅炉掺烧气化细渣的处理方法，其特征在于，其采用权利要求1所述的处理系统，包括：
通过所述渣浆泵将气化细渣浆料输入至所述干化机，利用所述干化机对所述气化细渣浆料进行深度脱水处理得到气化细渣滤饼；
通过所述皮带输送机将所述气化细渣滤饼输送到所述料仓并破碎。
3.根据权利要求2所述的气化细渣的处理方法，其特征在于，利用所述干化机对所述气化细渣浆料进行深度脱水处理得到气化细渣滤饼的过程包括以下步骤：
通过所述渣浆泵将气化细渣浆料输送至所述干化机进行压榨；
通过低品位热源对所述压榨后的气化细渣进行加热至气化细渣中的水分沸腾，得到所述气化细渣滤饼。
4.根据权利要求3所述的气化细渣的处理方法，其特征在于，所述低品位热源为110℃-220℃化工厂乏汽或低压蒸汽或高温热水。
5.根据权利要求3所述的气化细渣的处理方法，其特征在于，向所述干化机中直接通入所述低品位热源。
6.根据权利要求3所述的气化细渣的处理方法，其特征在于，所述气化细渣滤饼的含水率范围为5％-20％。
7.根据权利要求2所述的气化细渣的处理方法，其特征在于，所述气化细渣滤饼通过所述气力输送风机输送到所述循环流化床锅炉的炉膛上部负压区。
8.根据权利要求2所述的气化细渣的处理方法，其特征在于，所述气化细渣滤饼通过所述气力输送风机输送到所述循环流化床锅炉的返料管斜管口处。
9.根据权利要求2所述的气化细渣的处理方法，其特征在于，所述气化细渣滤饼通过皮带输送机输送至碎煤仓与燃料煤混合，通过所述循环流化床锅炉的燃料煤入口进入锅炉。
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