CN206280992U - 一种高钠煤加热脱除炉与燃煤电站的集成装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种高钠煤加热脱除炉与燃煤电站集成装置，包括高钠煤加热脱除炉系统和燃煤电站系统，所述高钠煤加热脱除炉系统包括高钠煤加热脱除炉、液固分离器、水煤浆制备单元、碱金属溶液回收处理系统、煤粉干燥装置、烟气喷淋冷却及热回收装置，所述高钠煤加热脱除炉上端连接水煤浆制备单元，下部连接液固分离器，所述液固分离器一端连接煤粉干燥装置，另一端连接碱金属溶液回收处理系统，所述煤粉干燥装置连接烟气喷淋冷却及热回收装置，所述烟气喷淋冷却及热回收装置连接碱金属溶液回收处理系统，所述碱金属溶液回收处理系统连接水煤浆制备单元。本实用新型所要解决问题的重点在充分利用一体式高钠煤加热脱除装置进出口丰富且装置独立的特点，实现其与燃煤工艺系统中汽水循环系统、燃料系统以及烟气余热利用的集成，达到节能环保的目的。

Description

一种高钠煤加热脱除炉与燃煤电站的集成装置

技术领域

本实用新型涉及一种炉窑及其集成装置，尤其是涉及一体式高钠煤加热脱除装置在燃煤工艺系统中的集成方法。

背景技术

高钠煤是指煤中碱金属化合物成分较高的一类特殊煤炭。我国高钠煤预测储量高大3900亿吨，主要集中在新疆准东煤田。准东煤属于低灰分、高热值、低变质程度的优质煤炭，作为发电或化工的原料具有低污染、低排放的特点，可有效节约燃烧转化后废物的处理费用，为燃煤电站和煤化工奠定了良好的物质基础。然而，高钠煤在燃烧及转化利用时，会对系统内的受热面如省煤器、烟气冷却器、空预器等造成严重的沾污和碱性腐蚀，并且造成排渣困难。高钠煤强结焦与强沾污性这一难以克服的难题，成为制约电站锅炉装置长期运行的关键。

对于如何防止结渣和沾污，一方面有学者从其结渣和沾污的机理方面开展了大量的研究，多集中于提出结渣判定指数这一判定值，然而在实际应用中有着很大的局限性，不能从根本上解决沾污对锅炉的危害问题。另一方面，有研究人员开展通过调节锅炉燃烧来缓解结渣的问题，这在实际中并不便于操作也未得到推广。当然，掺烧是目前来看高钠煤在锅炉中的燃烧唯一可行的方法，但这种仅仅利用20～30％的高钠煤与长途运输后的其他煤中纯混的方法处理量非常有限，对于如准东地区储存巨大的高钠煤而言无疑是杯水车薪。此外，在高钠煤中掺混一定数量的硅或三氧化二铝，可以调节煤的灰熔点减少沾污，这种方法虽然能一定程度的改善锅炉的沾污和结渣问题，但也增加了锅炉受热面的磨损，减少锅炉使用寿命。这种掺混方式不仅降低了燃煤的发热值，而且增加了电厂的运行成本。

综上的处理方式都聚焦在高钠煤燃烧或转化过程中进行，相比而言，在高钠煤进入锅炉燃烧前实现钠的脱除，反而是一种釜底抽薪式的解决方法。燃烧或反应前脱钠原理较为简单，即通过高温水洗即可溶解掉煤粉中含有的大部分钠，如准东煤的钠含量在3.5～12％，通过中温水洗处理后，含钠量的降低到2％以下，通过调节温度及压力促进钠的溶解以及通过搅拌作用促进液体对煤粉的冲刷可进一步降低煤中钠的含量。许多研究及专利提出利用锅炉排放的高温烟气或者汽轮机系统中的高温高压蒸汽来加热水煤浆，这种方法从某种程度上增加了系统的复杂性，而且，高温烟道及高温高压蒸汽管路的改造及与脱钠过程的过度集成增加了系统运行的不可靠性，破坏了原系统的独立性，在发生局部设备或系统故障时容易造成整个系统停车，带来巨大的经济损失。

综上所述，燃烧前脱钠更具有彻底改善锅炉运行质量的潜力，目前的加热脱钠过程与燃煤工艺系统过度集成，影响了系统运行的独立和可靠性。这些决定了高钠煤的大规模应用亟需一种独立有效的脱钠装置和简单可靠的集成方法。

实用新型内容

针对如上问题，本实用新型提出了一体式高钠煤加热脱除装置与燃煤工艺系统的集成方法。通过一体式高钠煤加热脱除装置的实用新型，实现高钠煤脱除过程的独立性，通过结合高钠煤加热脱除装置的物料进出口的特点实现其与工艺系统简单可靠的集成。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案如下：一种高钠煤加热脱除炉与燃煤电站集成装置，包括高钠煤加热脱除炉系统和燃煤电站系统，所述高钠煤加热脱除炉系统包括高钠煤加热脱除炉、液固分离器、水煤浆制备单元、碱金属溶液回收处理系统、煤粉干燥装置、烟气喷淋冷却及热回收装置，所述高钠煤加热脱除炉上端连接水煤浆制备单元，下部连接液固分离器，所述液固分离器一端连接煤粉干燥装置，另一端连接碱金属溶液回收处理系统，所述煤粉干燥装置连接烟气喷淋冷却及热回收装置，所述烟气喷淋冷却及热回收装置连接碱金属溶液回收处理系统，所述碱金属溶液回收处理系统连接水煤浆制备单元；

所述燃煤电站系统包括锅炉、汽轮机及汽水循环管路上的各换热部件，所述锅炉连接汽轮机，所述汽轮机连接汽水循环管路上的换热部件，水经汽水循环管路上凝汽器、除氧器及加热器连接锅炉；所述燃煤干燥装置连接锅炉。

作为优选，高钠煤加热脱除炉的排烟口连接煤粉干燥装置。

作为优选，所述锅炉中设置空气预热器、省煤器、过热器和再热器，所述的汽水循环管路设置包括除氧器、凝汽器和换热器。

作为优选，所述高钠煤加热脱除炉包括中心层、中间层，所述中心层是燃烧加热室，所述中间层是水煤浆室，水煤浆室设置在中心燃烧加热室的外周，所述水冷壁设置在水煤浆室的外周，所述燃烧室下部设置燃烧器，所述燃烧器连接外部燃料输送管道，所述燃烧室上部设置烟气排出口，水煤浆室上游连接制浆装置，所述水煤浆室设置有补水口及蒸气排空口，底部设置有水煤浆排出口；水冷壁层敷设在中间层水煤浆室外壁。

作为优选，水煤浆室内布置有搅拌器，搅拌器设置为多个，沿着高度方向，搅拌器的搅拌功率越来越小。

作为优选，沿着高度方向，搅拌器的搅拌功率越来越小的幅度不断的增加。

如前面的集成装置的所述的集成方法，所述水煤浆制备单元生成的水煤浆进入高钠煤加热脱除炉中进入脱钠操作，脱钠后的水煤浆进入液固分离器，在液固分离器中将水煤浆分离成湿煤和碱金属溶液，所述湿煤进入煤粉干燥装置中进行干燥，干燥后生成的煤粉进入锅炉中，煤粉干燥装置中的烟气进入烟气喷淋冷却及热回收装置，在进入烟气喷淋冷却及热回收装置进行喷淋冷却和热回收，喷淋冷却后的废水进入碱金属溶液回收处理系统，碱金属溶液回收处理系统中处理后的水进入水煤浆制备单元；

所述锅炉产生的蒸汽进入汽轮机中，从汽轮机中出来的蒸汽进入汽水循环管路，蒸汽经冷凝器冷凝成水、水除氧器除氧以及加热器余热后进入锅炉。作为优选，所述水冷壁入口的水通常来自凝汽器或除氧器后的水，吸热后产生的热水或蒸汽分别进入除氧器或相应参数的汽水循环管路中。

作为优选，水冷壁入口管路设置有调节阀，可根据水煤浆室温度调节水流量；还包括控制器，所述控制器与调节阀进行数据连接，如果测量的水煤浆室温度上升到的一定温度，则控制器自动增加调节阀的开度，增加进入水冷壁的水的流量，如果测量的水煤浆室温度下降到的一定温度，则控制器自动降低调节阀的开度，减少进入水冷壁的水的流量；在控制器中设置一个控制函数，控制器根据控制函数自动调整阀门的开度，所述控制函数K＝F(T),其中K是阀门开度，T是水煤浆室温度，其中F(T)’>0,F”(T)>0,其中F(T)’、F”(T)是F(T)的一次导数和二次导数。

作为优选，所述搅拌器从水煤浆室的外壁向水煤浆室内延伸。

作为优选，水冷壁入口管路设置有调节阀，可根据水煤浆室温度调节水流量。

作为优选，还包括控制器以及温度压力传感器，所述控制器通过采集水煤浆室温度和压力数据，与调节阀进行指令传递，如果测量的水煤浆室温度上升到的一定温度，则控制器自动增加调节阀的开度，增加和保持进入水冷壁的水的流量，如果测量的水煤浆室温度下降到的一定温度，则控制器自动降低调节阀的开度，减少和保持进入水冷壁的水的流量。

作为优选，控制函数如下：假设水煤浆室温度为T，调节阀开度K的时候，表示满足温度条件，上述的调节阀开度K、水煤浆室温度为T是基准数据，所述的基准数据存储在控制器中，

当水煤浆室温度为t的时候，调节阀开度k变化如下：

k＝K*(t/T)^a,其中a为参数，1.05<a<1.12；其中t,T是绝对温度值，优选的，a＝1.08；0.91<t/T<1.12。

作为优选，水煤浆室的加热温度为300～350℃，高温下搅拌清洗5-30分钟。

作为优选，水煤浆在高温高压状态下搅拌清洗后，关闭燃烧器，可通过蒸汽释放和补水实现水煤浆室温度和压力的剧烈变化，温度降至60-100℃，压力降至常压后，重启燃烧器对水煤浆升温升压。

作为优选，通过温度、压力的变化对高钠煤粉实现反复多次的挤压，促使高钠煤空隙中的钠加速迁移到水溶液中。

本实用新型所要解决问题的重点在充分利用一体式高钠煤加热脱除装置进出口丰富且装置独立的特点，实现其与燃煤工艺系统中汽水循环系统以及烟气余热利用的集成。即：

1)汽水系统集成

水冷壁的入口水来自于燃煤电站汽水循环中的冷凝水或除氧水，水冷壁出口与除氧器或汽水循环相应参数蒸汽管道集成；一体式高钠煤脱除装置的补水与工艺系统中循环水集成；一体式高钠煤脱除装置经液固分离后的含碱金属溶液经回收处理后的水与水煤浆制备单元集成。

2)烟气余热利用

燃烧加热室排放的高温烟气与工艺系统中煤粉干燥装置集成，具有一定温度的烟气进一步降温回收利用。

与现有技术相比较，本实用新型具有如下的优点：

1)一体式高钠煤加热脱除炉采用易于获得外部能源载体加热，降低了因抽高温介质带来的系统复杂性。装置可利用新疆地区易于获得的天然气作为燃料。

2)燃烧室的烟气再利用不仅应用了能量梯级利用的概念，实现节能降耗的目的，而且烟气用于煤粉干燥，又进一步简化了从工艺系统中抽取高温介质导致的过度集成。

3)一体式高钠煤加热脱除装置虽然丰富了与工艺系统间的集成，但同时其作为独立装置的存在使得各类集成简单可靠，是对复杂集成系统的解耦，避免对工艺系统进行大规模改造，提高了系统运行的可靠性。

4)高碱金属含量的原煤经制浆后，在一定的温度和压力下，破坏了原煤结构的稳定性，使得钠发生了迁移和溶解，从而降低碱金属含量。装置结构、工艺简单。

5)过程中利用了简易、廉价的洁净水作为溶解剂，通过搅拌、高温高压以及温压适当波动的的作用加强碱金属的溶解和提高碱金属的脱除率，不需要增加其他诸如弱酸等洗涤溶液，避免二次污染。

6)高钠煤加热脱除炉提出了一种新的智能控制方式和方法，提高了系统的智能化程度。

7)通过搅拌装置的功率分布设置，实现了高效快速的钠脱除功能。

附图说明

图1为本实用新型集成装置结构示意图；

图2为本实用新型高钠煤加热脱除炉结构示意图；

附图标记如下：1-燃烧加热室；2-水煤浆室；3-水冷壁环管；4-水煤浆入口；5-蒸汽释放口；6-补水口；7-烟气排出口；8-搅拌装置；9-燃烧器；10-水煤浆出口

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。

如图1所示的一种一体式高钠煤加热脱除炉与燃煤电站的集成系统，所述集成系统包括两大系统，分别是高钠煤加热脱除炉系统和燃煤电站系统。

进一步如图1所示，所述高钠煤加热脱除炉系统包括高钠煤加热脱除炉、液固分离器、水煤浆制备单元、碱金属溶液回收处理系统、煤粉干燥装置以及烟气喷淋冷却及热回收装置，所述高钠煤加热脱除炉上端连接水煤浆制备单元，下部连接液固分离器，所述液固分离器一端连接煤粉干燥装置，另一端连接碱金属溶液回收处理系统，所述煤粉干燥装置连接烟气喷淋冷却及热回收装置，所述烟气喷淋冷却及热回收装置连接碱金属溶液回收处理系统，所述碱金属溶液回收处理系统连接水煤浆制备单元。

所述燃煤电站系统包括锅炉、汽轮机和汽水循环装置，所述锅炉连接汽轮机，所述汽轮机连接汽水循环装置，所述汽水循环装置连接锅炉；

所述燃煤干燥装置连接锅炉。

作为优选，高钠煤加热脱除炉的排烟口连接煤粉干燥装置。

作为优选，所述锅炉中设置空气预热器、省煤器、过热器和再热器，所述的汽水循环装置包括除氧器、凝汽器和换热器。

下面进一步描述的集成装置的所述的集成方法，所述水煤浆制备单元生成的水煤浆进入高钠煤加热脱除炉中进入脱钠操作，脱钠后的水煤浆进入液固分离器，在液固分离器中将水煤浆分离成湿煤和碱金属溶液，所述湿煤进入煤粉干燥装置中进行干燥，干燥后生成的煤粉进入锅炉中，煤粉干燥装置中的烟气进入烟气喷淋冷却及热回收装置，在进入烟气喷淋冷却及热回收装置进行喷淋冷却和热回收，喷淋冷却后的废水进入碱金属溶液回收处理系统，碱金属溶液回收处理系统中处理后的水进入水煤浆制备单元；

所述锅炉产生的蒸汽进入汽轮机中，从汽轮机中出来的蒸汽进入汽水循环装置，汽水循环装置中生成的水进入锅炉。

作为优选，所述水冷壁出口的水或蒸汽进入汽水循环装置，然后在汽水循环装置中进行处理后再通过水冷壁入口进入水冷壁中。

如上系统应用的集成方式包括：

1)汽水系统集成。一体式高钠煤加热脱除装置中水冷壁的入口水来自燃煤电站冷凝器或除氧器的出口，装置水冷壁的出口水或蒸汽进入燃煤电站除氧器或其它与之相匹配的汽水管路加以利用。

2)燃烧室烟气再利用集成。本实施例中，一体式高钠煤加热脱除装置燃烧室燃烧后的烟气作为煤粉干燥装置的热量来源。

作为优选，水煤浆制备单元包括磨煤机、混合罐以及搅拌装置等。

粉碎后的高钠煤经磨煤机及制浆工艺后成为一定水煤比的浆液进入一体式高钠煤加热脱除装置的水煤浆室。开启装置中心燃烧加热室加热器，天然气或其他燃料燃烧释放热量，加热中间水煤浆室，水煤浆升温升压过程中调节外层水冷壁水流量，平衡加热水煤浆的热量以及燃烧室排烟的出口温度，整个过程能量平衡方程为：

燃烧释放的热量Q＝加热水煤浆的热量Q1+水冷壁带走的热量Q2+排烟带走的热量Q3

在水煤浆室升温升压过程中，同步开启搅拌装置，加速水对煤粉的冲刷，提高煤中钠的脱除效率。通过补水适当调节水煤浆室内部的压力和温度，综合节能及脱钠效率等因素，温度宜控制在300～400℃。

经加热后的水煤浆在水煤浆室中静止一段时间，在搅拌装置的充分搅拌下加速钠的析出，脱钠后的水煤浆排出至煤液分离器，分离后含有大量碱金属钠的液体流向溶液回收处理系统，处理后的合格水作为制浆水循环利用，处理后的碱金属废液可进一步通过浓缩分离后，作为化工原料生产化工产品。

经煤液分离器分离后的煤粉仍含有一定量的水分，送至煤粉干燥装置，与一体式高钠煤加热脱除装置燃烧室燃烧后的高温烟气充分混合接触，在高温烟气的作用下，快速蒸发煤中水分，得到优质的洁净煤。干燥后的烟气排出至烟气喷淋冷却及热回收装置，喷淋冷却装置不仅可以降低排烟的损失，也可以进一步凝结回收烟气因干燥煤粉所携带的碱金属。烟气经冷却后排出，喷淋后的水进入溶液回收处理系统。

干燥后的煤粉含钠量通常低于2％，在一体式高钠煤加热脱除装置中，通过提高温度以及加强搅拌可进一步降低煤粉中钠的含量。燃煤电站作为常见的煤粉利用工艺系统在此不再描述。

本实用新型尤其适用于高钠煤的产地新疆准东地区，充分利用新疆地区天然气丰富的特点，实现新疆准东地区高钠煤燃烧前脱除，有效避免锅炉中的结渣、腐蚀等问题。

图2进一步公开了所述的高钠煤加热脱除炉，如图2所示，所述高钠煤加热脱除炉，包括中心层、中间层和外层，所述中心层是燃烧加热室1，所述中间层是水煤浆室2，所述外层是水冷壁3，水煤浆室2设置在燃烧加热室1的外周，所述水冷壁3设置在水煤浆室2的外周，所述燃烧室1下部设置燃烧器9，所述燃烧器1连接外部燃料输送管道，所述燃烧室1上部设置烟气排出口7，水煤浆室2上游连接制浆装置4，所述水煤浆室2设置有补水口6及蒸气排空口5，底部设置有水煤浆排出口10；水冷壁层3敷设在水煤浆室2的外壁。

本实用新型设计了一种新式的煤脱钠装置，通过燃烧室燃烧加热水煤浆室2，从而提高水煤浆室2的温度，使水煤浆在水煤浆室中脱钠后通过排出口10排出。

优选的，燃烧加热室1为一端装有通常以天然气为燃料的燃烧机，通过燃烧天然气释放热量加热水煤浆室2中的水煤浆。

优选地，燃烧加热室1宜采用用蓄热体填充的多孔介质结构，一方面可以保证燃烧室温度分布均匀，避免局部温度过高，另一方面有利于在脱钠后水煤浆排出时的间歇操作中将热量尽可能的蓄留在装置内部，达到节能目的。

优选地，燃烧器不局限于采用天然气作为燃料，本实用新型在应用于煤化工系统时，可采用煤化工过程中产生的可燃气体作为燃料，实现与煤化工系统的集成，如煤气化气。

优选地，燃烧室排烟仍具有一定的温度，一方面可通过省煤器等换热部件充分回收利用，另一方面也可作为水煤浆排出经液固分离器分离后湿煤的干燥气体加以应用，实现外部补充能源(天然气)的梯级利用。

水煤浆室为围绕燃烧加热室的环形筒状结构，其上端连接水煤浆制备单元，下端设置为脱钠后水煤浆排出口，连接固液分离器。水煤浆经水煤浆入口进入本装置水煤浆室，水煤浆室吸收燃烧加热室释放的大量热量，使得水煤浆温度升高，水煤浆室设置有补水口，根据运行情况适当补充水分，水分蒸发后，原煤浆室压力上升，使水煤浆处于高温高压的易于钠清洗和脱除的环境内。通过调节蒸汽释放和补水营造水煤浆室温度压力的波动，使得高钠煤在水煤浆室中经受温度和压力的变化，反复破坏原煤结构的平衡，加速高钠煤表面及毛细孔中钠的迁移和溶解。

水煤浆室外设置水冷壁，通过调节水流量控制水煤浆室内的温升速度和温升高度，避免温度上升过快过高。使得燃煤电站中，水冷壁的入口水来自冷凝器出口，经吸热升温后的热水或蒸汽与电站汽水系统集成，有效增加燃煤发电量。

作为优选，水煤浆室2内布置有搅拌器3。通过设置搅拌器3，可以使得煤中的钠尽快的溶入水中。

作为优选，所述搅拌器3从水煤浆室2的外壁向水煤浆室2内延伸。

作为优选，搅拌器3设置为多个，沿着高度方向，搅拌器3的搅拌功率越来越小。

作为优选，补水口设置在水煤浆室的上部。

环形水煤浆室对称布置多个搅拌器，由外部电机驱动，通过搅拌加强水在煤颗粒间的循环，加速煤中钠的溶解。

通过研究发现，因下部煤粉的堆积，不利于钠的迁移，因此通过设置搅拌功率的变化，将更多的功率分配在下部的搅拌器3中，与功率分配完全相同相比，能够进一步提高钠的脱除。通过实验发现，能够提高12－15％左右的脱除效率。

作为优选，沿着高度方向，搅拌器3的搅拌功率越来越小的幅度不断的增加。通过实验发现，如此设置符合煤中钠的脱除规律，即越往下部走脱除难度越大，通过如此设置能够进一步提高脱除效率。

作为优选，水冷壁2入口管路设置有调节阀，可根据水煤浆室温度调节水流量。

作为优选，水煤浆室2内设置温度传感器，用于测量水煤浆室内水的温度。

本身压力和温度是同时变化的。设定了温度的范围，一般情况下，对应的压力也是确定的。因此本实用新型只需要控制一个参数的变化即可以控制温度和压力的变化。作为优选，本实用新型选择控制温度的变化。

作为优选，所述的脱除炉还还包括控制器，所述控制器与调节阀进行数据连接，作为优选，控制器与水煤浆室2内的温度传感器数据连接，如果测量的水煤浆室温度上升到的一定温度，则控制器自动增加调节阀的开度，增加进入水冷壁的水的流量，如果测量的水煤浆室温度下降到的一定温度，则控制器自动降低调节阀的开度，减少进入水冷壁的水的流量。

通过上述的调节阀开度的控制，能够保证水煤浆室的温度在合理范围内，保证脱除的效果，避免温度过低，脱除效果太差，温度过高，浪费能源。

作为优选，在控制器中设置一个控制函数，控制器根据控制函数自动调整阀门的开度，所述控制函数K＝F(T),其中K是阀门开度，T是水煤浆室温度，其中F(T)’>0,F”(T)>0,其中F(T)’、F”(T)是F(T)的一次导数和二次导数。

上述的公式表明，随着水煤浆室温度的增加，调节阀开度越来越大，而且增长的幅度也越来越大。上述公式的关系是通过大量实验得到的，因为随着水煤浆室温度的增加，水冷壁中需要的水流量越来越大，但是水冷壁中的水流量并不是与阀门开度的增加呈正比例增加，而是增加的幅度越来越大，只有这样，才能更好的满足水煤浆室内温度控制的需要。

作为优选，控制函数如下：假设水煤浆室温度为T，调节阀开度K的时候，表示满足温度条件，上述的调节阀开度K、水煤浆室温度为T是基准数据，所述的基准数据存储在控制器中，

当水煤浆室温度为t的时候，调节阀开度k变化如下：

k＝K*(t/T)^a,其中a为参数，1.05<a<1.12；其中t,T是绝对温度值，优选的，a＝1.08；0.91<t/T<1.12。

通过上述的公式，可以实现根据水煤浆室的温度智能控制水冷壁内水的流量的功能，大大提高了系统的智能化。

作为优选，可以在控制器中输入多组基准数据。当出现两组或者多组基准数据情况下，可以提供用户选择的基准数据的界面，优选的，系统可以自动选择(1－t/T)²的值最小的一个。

作为优选，水煤浆室的加热温度为300～350℃，高温下搅拌清洗5-30分钟。

作为优选，水煤浆室的加热温度为320～330℃，高温下搅拌清洗15-20分钟。

具体实施中，煤粉制浆后经上端水煤浆入口进入水煤浆室，开启中心燃烧加热室燃烧器，天然气或其他燃料燃烧释放热量，加热中间水煤浆室，水煤浆升温升压过程中调节外层水冷壁水流量，平衡加热水煤浆的热量以及燃烧室排烟的出口温度，整个过程能量平衡方程为：

燃烧释放的热量Q＝加热水煤浆的热量Q1+水冷壁带走的热量Q2+排烟带走的热量Q3

在水煤浆室升温升压过程中，同步开启搅拌装置，加速水对煤粉颗粒的冲刷，提高钠的溶解脱除效率。根据脱钠后分析，若钠的脱除效果不能满足要求，可根据水煤浆室的材料以及耐压设计提高水煤浆室的温度。通常，对于钠含量在3.5～12％的准东煤，静止和搅拌时间半小时可控制脱钠后的煤中钠含量不超过2％。

通过调节蒸汽释放和补水营造水煤浆室温度压力的波动，使得高钠煤在水煤浆室中经受温度和压力的变化，反复破坏原煤结构的平衡，加速高钠煤表面及毛细孔中钠的迁移和溶解。

脱钠后的水煤浆排出至液固分离器，其中含有大量碱金属钠的液体流向碱金属溶液回收处理系统，仍然含有一定水分的煤粉进入干燥器。其中，碱金属溶液通过浓缩分离后，可作为化工原料生产化工产品，水分经回收后进入水煤浆制备系统。煤粉干燥装置宜采用燃烧室燃烧后的热烟气直接接触干燥，以充分利用燃烧排烟的余热，干燥后的湿烟气通过喷淋回收烟气中的水分循环利用，烟气经喷淋降温后排出。本行业技术人员应该清楚，若喷淋后的烟气仍具有较高温度，应进一步进行余热回收，实现能量的梯级利用，提高外部补充能源天然气等燃料的利用效率。

综上所述，本实用新型应用高温钠脱除技术原理，将燃烧加热室、水煤浆室以及水冷壁集成为一体式高钠煤加热脱除装置，利用新疆地区极易获得天然气作为外部能源，通过能量梯级利用充分回收天然气燃烧释放的热量，实现煤粉高效的直接接触干燥，一举两得；通过热量的有效合理分配保证水煤浆室高温高压的条件；过程中不需增加其它溶剂，有效避免二次污染；装置与燃煤电站的汽水系统集成简单，避免了燃煤电站大规模的管路改造以及有效解耦脱钠过程与燃煤电站的深度集成，降低投资成本。

本专业的工程人员应该清楚，燃烧过程可以通过适当的调节空燃比降低燃烧后烟气中氧气的含量以保证煤粉干燥过程的安全性；同时，结合热量平衡原理，根据实际情况调节水冷壁流量、补水等，既考虑经济性因素，又要满足水煤浆室保温保压的需要，实现装置的高性价比。

虽然本实用新型已以较佳实施例披露如上，但本实用新型并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本实用新型的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (7)

1.一种高钠煤加热脱除炉与燃煤电站集成装置，包括高钠煤加热脱除炉系统和燃煤电站系统，所述高钠煤加热脱除炉系统包括高钠煤加热脱除炉、液固分离器、水煤浆制备单元、碱金属溶液回收处理系统、煤粉干燥装置、烟气喷淋冷却及热回收装置，所述高钠煤加热脱除炉上端连接水煤浆制备单元，下部连接液固分离器，所述液固分离器一端连接煤粉干燥装置，另一端连接碱金属溶液回收处理系统，所述煤粉干燥装置连接烟气喷淋冷却及热回收装置，所述烟气喷淋冷却及热回收装置连接碱金属溶液回收处理系统，所述碱金属溶液回收处理系统连接水煤浆制备单元；

所述燃煤电站系统包括锅炉、汽轮机及汽水循环管路上的各换热部件，所述锅炉连接汽轮机，所述汽轮机连接汽水循环管路上的换热部件，水经汽水循环管路上凝汽器、除氧器及加热器连接锅炉；

所述燃煤干燥装置连接锅炉。

2.如权利要求1所述的集成装置，其特征在于，所述高钠煤加热脱除炉包括外层，所述外层是水冷壁，所述水冷壁的入口和出口分别连接汽水循环管路。

3.如权利要求1所述的集成装置，其特征在于，高钠煤加热脱除炉的排烟口连接煤粉干燥装置。

4.如权利要求1所述的集成装置，其特征在于，所述锅炉中设置空气预热器、省煤器、过热器和再热器，所述的汽水循环管路上设置除氧器、凝汽器和换热器。

5.如权利要求2所述的集成装置，其特征在于，所述高钠煤加热脱除炉包括中心层、中间层，所述中心层是燃烧加热室，所述中间层是水煤浆室，水煤浆室设置在中心燃烧加热室的外周，所述水冷壁设置在水煤浆室的外周，所述燃烧室下部设置燃烧器，所述燃烧器连接外部燃料输送管道，所述燃烧室上部设置烟气排出口，水煤浆室上游连接制浆装置，所述水煤浆室设置有补水口及蒸气排空口，底部设置有水煤浆排出口；水冷壁层敷设在中间层水煤浆室外壁。

6.如权利要求5所述的集成装置，其特征在于：水煤浆室内布置有搅拌器，搅拌器设置为多个，沿着高度方向，搅拌器的搅拌功率越来越小。

7.如权利要求6所述的集成装置，其特征在于：沿着高度方向，搅拌器的搅拌功率越来越小的幅度不断的增加。