一种高钠煤加热脱除炉制造技术

本发明专利技术提供了一种高钠煤加热脱除炉，包括中心层、中间层和外层，所述中心层是燃烧加热室，所述中间层是水煤浆室，所述外层是水冷壁，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。本发明专利技术优点在于可利用高钠煤主要产区新疆分布广泛的天然气作为外部能源输入，在尽量保持原燃煤电站系统完整的基础上，从源头上解决高钠煤燃烧造成的炉内结焦和受热面沾污、腐蚀等问题。装置结构简单，易实现系统集成，实用可靠。

High sodium coal heating furnace

The invention provides a high sodium removal coal heating furnace, including the center layer, the middle layer and the outer layer, the center layer is a combustion heating chamber, the middle layer is the coal water slurry chamber, the outer layer is the water wall, coal water slurry combustion chamber is arranged at the peripheral central heating chamber, the the water wall is provided with an outer peripheral in coal water slurry chamber, the combustion chamber is arranged at the lower part of the burner, the burner is connected with the external fuel pipeline, the combustion chamber is arranged at the upper part of the flue gas outlet, the upstream connection device of coal water slurry pulping chamber, the coal water slurry chamber is provided with a water inlet and steam evacuation port which are arranged at the bottom of the coal water slurry outlet; the water wall layer laying in the middle layer of coal water slurry chamber wall. The invention has the advantages of high utilization of coal in Xinjiang the main producing areas of sodium widely distributed natural gas as the external energy input, try to keep the basic integrity of the original coal-fired power station system, solve the high sodium coal combustion caused by the slagging and fouling of heating surface, corrosion and other problems from the source. The device is simple in structure, easy to realize system integration, practical and reliable.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种炉窑，尤其是涉及高钠煤加热脱除炉，属于F27D炉窑领域。
技术介绍
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，准东高钠煤用于电站燃煤时，对锅炉的受热面以及烟气管道中的省煤器、空预器会造成严重的沾污以及碱性腐蚀，并且造成排渣困难。因此，燃烧准东煤的电站锅炉在设计时不得不面对高钠煤强结焦与强沾污性这一难以克服的难题，电站锅炉全部燃烧准东煤时造成的锅炉内结焦严重影响锅炉的长期运行，这些问题均与煤灰中碱金属含量高密切相关。当前，对于高钠煤在锅炉中的燃烧一种方法是通过掺烧其他煤种实现，我国发电企业在准东地区建设的电厂，只能利用长途运输后的其他煤种与大约20～30％的准东煤掺混燃烧，处理量非常有限。长途运输外地优质煤炭又增加了企业的发电成本。另外一种方法是通过往高钠煤中掺混一定数量的硅或三氧化二铝，调节煤的灰熔点，虽然能一定程度的改善锅炉的沾污和结渣问题，但这也增加了锅炉受热面的磨损，减少锅炉使用寿命。掺混进不能燃烧的固体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，准东高钠煤面临虽储量丰富，但难以大规模应用的尴尬。相比掺混燃烧高钠煤，如果能在煤粉进入锅炉前实现钠的脱除，无疑会对锅炉结渣、碱性腐蚀等起到釜底抽薪的作用，这是当前发电企业燃用准东煤时所需亟待解决的问题。不可否认，目前已有利用加热脱除碱金属的研究，但问题存在于：1)以弱酸等作为溶解液能加强非水溶性钠的脱除率，但同时增加了溶液处理装置的投资以及造成二次污染；2)加热的热量来源于燃煤电站中的高温高压蒸汽或高温烟气，一则涉及到系统的大幅改造和深度集成，二则是对高温高压蒸汽高品位能的浪费，不符合节能的要求。
技术实现思路
针对如上问题，本专利技术提供了一种运行安全、工艺简单的利用天然气作为外部能源的高钠煤脱除净化装置，用于实现高钠煤燃烧前钠脱除，大幅降低煤中碱金属的含量，从燃煤电站源头解决锅炉面临的结焦和受热面沾污、腐蚀等问题。为了实现上述目的，本专利技术的技术方案如下：一种高钠煤加热脱除炉，包括中心层、中间层和外层，所述中心层是燃烧加热室，所述中间层是水煤浆室，所述外层是水冷壁，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。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，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。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水的流量。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。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。与现有技术相比较，本专利技术余热回收系统具有如下的优点：1)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。2)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。3)装置与其他工艺易于实现燃料系统集成、汽水系统集成和烟气系统集成，可广泛应用于燃煤电站以及煤化工工艺系统。4)装置利用了易于获得的的外部能源作为钠脱除所需要的能量，如高钠煤集中区域的新疆地区，天然气资源丰富易于获得；在高钠煤应用于煤化工时又可应用化工过程中产生的可燃气体，如煤气化气等。5)装置在应用时，一则无需对燃煤电站或工艺系统进行大规模改造，二则燃料来源方便可靠，有利于降低投资成本。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为本专利技术结构示意图图2为本专利技术典型的煤粉处理方式附图标记如下：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专利技术的具体实施方式做详细的说明。图1公开了一种高钠煤加热脱除炉，如图1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。本专利技术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，本专利技术在应用于煤化本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高钠煤加热脱除炉，其特征在于：包括中心层、中间层和外层，所述中心层是燃烧加热室，所述中间层是水煤浆室，所述外层是水冷壁，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。

【技术特征摘要】
1.一种高钠煤加热脱除炉，其特征在于：包括中心层、中间层和外层，所述中心层是燃烧加热室，所述中间层是水煤浆室，所述外层是水冷壁，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。2.如权利要求1所述的加热脱除炉，其特征在于：水煤浆室内布置有搅拌器。3.如权利要求2所述的加热脱除炉，其特征在于：所述搅拌器从水煤浆室的外壁向水煤浆室内延伸。4.如权利要求3所述的加热脱除炉，其特征在于：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。5.如权利要求4所述的加热脱除炉，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。6.根据权利要求1所述的高钠煤加热脱除炉，其特征在于：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。7.根据权利要求6所述的高钠煤加热脱除炉，其特征在于：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...

【专利技术属性】
技术研发人员：高维，马汉军，王禹，高霞，
申请(专利权)人：国电龙源电力技术工程有限责任公司，
类型：发明
国别省市：北京;11