一种低热值超细煤灰的综合利用系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种低热值超细煤灰的综合利用系统及方法。本发明专利技术创造性的克服了超细煤灰不易进行二次燃烧之问题，通过采用引燃材料的空气沸腾燃烧为点火源点燃并燃烧超细煤灰，并通过对燃烧室及各燃烧参数的控制，使得超细煤灰得以充分燃烧，实现了超细煤灰的二次利用；同时，超细煤灰残渣又可作为高标号水泥的优质原料，避免超细煤灰残渣乱堆乱放，污染空气和水源，对环境产生危害。本发明专利技术工艺简单，合理可行，原料廉价易得，对设备要求不高，无需大型昂贵之设备，易于进行大规模的工业生产，极具商业推广之价值。

System and method for comprehensive utilization of low calorific value superfine coal ash

The invention discloses a comprehensive utilization system and method of low heat value superfine coal ash. The invention overcomes the ultrafine ash is not easy to burn two times, through the use of air fluidized combustion ignition material for ignition and combustion to ignite superfine ash, and through the combustion chamber and the combustion control parameters, which can be fully burning superfine ash, achieved two times using superfine fly ash; at the same time. Superfine ash residue can also be used as raw materials of high quality high grade cement, superfine fly ash residue to avoid cluttered, air and water pollution, harm to the environment. The invention has the advantages of simple process, reasonable and feasible, cheap raw material, easy to obtain, low equipment requirement, no large expensive equipment, easy to carry out large-scale industrial production, and has great commercial promotion value.

【技术实现步骤摘要】
一种低热值超细煤灰的综合利用系统及方法
本专利技术属于燃料
，具体涉及一种低热值超细煤灰的综合利用系统及方法。
技术介绍
煤干馏和煤的热解是煤化工的重要过程之一，是指煤在隔绝空气条件下加热，随着温度的升高，煤中有机物逐渐分解，生成焦炭(或半焦)、煤焦油、粗苯、煤气等产物的过程；按加热终温的不同，可分为三种：900～1100℃为高温干馏，即焦化；700～900℃为中温干馏；500～600℃为低温干馏。其中，煤气的生产往往采取高温干馏方式，煤炭在高温缺氧状态下，转化为煤气。在此过程中，煤炭经高温缺氧燃烧产生大量的低热值超细煤灰，该低热值超细煤灰属于煤化工(煤的气化)生产过程中的副产品，其热值低、粒度细(普遍小于等于50μm)、比重轻。而大量的超细煤灰如果不加处理，就会产生扬尘，污染大气；若排入水系则会造成河流淤塞，而其中含有的有毒化学物则可能对人体和生物造成危害。因此，超细煤灰的的处理和利用问题引起人们的广泛关注。然而，迄今为止尚未有行之有效的方法能够充分利用超细煤灰。
技术实现思路
针对上述现有技术的不足，专利技术人经过长期的技术与实践探索，提供一种低热值超细煤灰的综合利用系统及方法，该方法能够以超细煤灰为原料进行二次燃烧，充分释放超细煤灰潜在热量，同时，燃烧后的超细煤灰还可作为水泥优质原料，制备生产高标号水泥，从而真正实现超细煤灰的综合利用。具体的，本专利技术涉及以下技术方案：本专利技术的一个方面，公开了一种低热值超细煤灰的综合利用系统，包括依次连接的燃烧室，余热锅炉与除尘器；其中，所述燃烧室对低热值超细煤灰进行充分燃烧，燃烧产生的高温烟气与超细煤灰残渣进入余热锅炉进行热量回收；所述除尘器对经热量回收后的超细煤灰残渣进行收集处理；优选的，所述燃烧室包括燃烧室下部与燃烧室上部，所述燃烧室下部与燃烧室上部的纵向长度比为1:1.5-5(优选为1:2.5)；所述燃烧室下部与燃烧室上部的横向长度比为1:1.5-3(优选为1:2)。一种低热值超细煤灰的综合利用方法，包括：(1)向燃烧室下部加入引火材料进行点火燃烧，形成高温火焰区，控制温度为700～980℃时，输入低热值超细煤灰；(2)燃烧室下部引火材料燃烧产生的火焰和高温烟气引燃低热值超细煤灰，并带动燃烧的低热值细灰进入所述燃烧室上部；所述燃烧室上部容积扩大，即形成高温烟气绝热扩张区；(3)所述低热值超细煤灰在燃烧室上部持续充分燃烧并螺旋上升，同时释放自身的热量，以保证高温区的热负荷持续稳定；控制低热值超细煤灰在燃烧室上部停留时间为5～6s。优选的，所述超细煤灰粒度小于等于2mm，进一步优选的，所述超细煤灰粒度小于等于50μm，其含碳低位发热值为1500-2200kcal/kg(干基)，其含水量小于等于1％；优选的，所述引火材料包括但不限于煤、天然气、焦炉气、生物质材料；进一步优选的，所述引火材料为煤；煤炭燃烧性质稳定，方便添加，有利于温度控制；优选的，所述煤与超细煤灰质量比为1:0.5-5；进一步优选的，煤与超细煤灰的质量比为1:2；专利技术人发现，在此质量比条件下，超细煤灰能够维持稳定燃烧，超细煤灰燃烧后的残碳含量低；优选的，所述输入低热值超细煤灰具体方法为使用自然空气或者富氧空气将超细煤灰喷入燃烧室内；优选的，所述燃烧室下部与燃烧室上部的纵向长度比为1:1.5-5(优选为1:2.5)；优选的，所述燃烧室下部与燃烧室上部的横向长度比为1:1.5-3(优选为1:2)；由于燃烧上上部容积扩大，从而扩大了燃烧热烟气的热容积，热空气气流需要填充上部空间，从而使得超细煤灰上升速度减缓，延长超细煤灰在燃烧室的停留时间，使得超细煤灰燃烧更为充分；优选的，所述低热值超细煤灰的综合利用方法，还包括：燃尽的超细煤灰伴随高温烟气进入余热锅炉进行热量回收，产生压力温度不同等级的蒸汽，如高温高压蒸汽、次高温次高压蒸汽、中温中压蒸汽和低压蒸汽，进而实现发电或蒸汽的综合利用；经过热量回收后，不仅降低了烟气的处理温度，还能够对烟气中热量进行回收利用；更进一步的，所述燃尽的超细煤灰伴随高温烟气进入余热锅炉回收热量后再进入除尘器除尘；收集到的超细煤灰残渣可作为高标号水泥原料；剩余烟气经脱硫、脱硝后达标排放。优选的，本专利技术提供了一种低热值超细煤灰的综合利用方法，包括：(1)向燃烧室下部加入煤炭进行点火燃烧，控制温度为700～980℃时，使用自然空气将低热值超细煤灰喷入燃烧室下部；所述煤炭与低热值超细煤灰的质量比为1:2；(2)燃烧室下部引火材料燃烧产生的火焰和高温烟气引燃低热值超细煤灰，并带动燃烧的低热值细灰进入该燃烧室上部；所述燃烧室下部与燃烧室上部的纵向长度比1:2.5；所述燃烧室下部与燃烧室上部的横向长度比1:2；(3)所述低热值超细煤灰在燃烧室上部持续充分燃烧并螺旋上升，同时释放自身的热量，以保证高温区的热负荷持续稳定；控制低热值超细煤灰在燃烧室上部停留时间为5～6s；(4)燃尽的超细煤灰伴随高温烟气进入余热锅炉进行热量回收，而后再进入除尘器除尘，将收集到的超细煤灰作为高标号水泥原料；剩余烟气经脱硫、脱硝后达标排放。本专利技术原理：由于低热值超细煤灰热值低、粒度细(普遍小于等于50μm)、比重轻，且在高温(1300℃)环境中缺氧燃烧过一次，挥发份几乎为零，再次燃烧难度大，若配煤加入现有锅炉炉膛内燃烧，瞬间随烟气带走，燃烧率达不到50％；而单独空气燃烧因热值太低根本无法进行。基于此，本专利技术以煤等引燃材料的空气沸腾燃烧为点火源来点燃并燃烧超细煤灰；超细煤灰持续燃烧并伴随高温烟气进入燃烧室上部，燃烧室上部扩大容积，从而减缓超细煤灰上升速度，同时，专利技术人发现，超细煤灰在650～750℃下燃烧5～6s即可达到充分燃烧(温度过低导致燃烧时间延迟，温度过高则导致超细粉煤灰表面迅速炭化释放热量加快上升速度反而不利于完全燃尽)，专利技术人通过控制燃烧室上部与下部容积比例，以及超细煤灰与煤的质量比，一方面，提高了着火热温度，使得超细煤灰点燃燃烧，同时，由于燃烧室上部横向长度与纵向长度均大于燃烧室下部，当高温烟气进入上部时，需要填充燃烧室上部空间，从而扰动高温烟气流向，一方面延缓了挟带其中正在燃烧的超细煤灰的上升速度，从而延长了超细煤灰的燃烧时间，使得燃烧更为充分；另外一方面，对高温烟气的扰动有利于增加高温烟气对超细煤灰颗粒的冲刷力度，从而进一步提高超细煤灰的燃尽率。而后燃尽的超细煤灰伴随高温烟气进入余热锅炉进行热量回收，而后超细煤灰随烟气降温至150℃以下进入除尘器除尘，收集到的超细煤灰残渣可作为高标号水泥原料；剩余烟气经脱硫、脱硝后达标排放，从而真正实现超细煤灰的综合利用。本专利技术的有益效果：本专利技术创造性的克服了超细煤灰不易进行二次燃烧之问题，通过采用引燃材料的空气沸腾燃烧为点火源点燃并燃烧超细煤灰，并通过对燃烧室及各燃烧参数的控制，使得超细煤灰得以充分燃烧，实现了超细煤灰的二次利用；同时，超细煤灰残渣又可作为高标号水泥的优质原料，避免超细煤灰残渣乱堆乱放，污染空气和水源，对环境产生危害。本专利技术工艺简单，合理可行，原料廉价易得，对设备要求不高，无需大型昂贵之设备，易于进行大规模的工业生产，极具商业推广之价值。附图说明图1为本专利技术低热值超细煤灰的综合利用方法示意图。具体实施方式应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种低热值超细煤灰的综合利用系统，其特征在于，包括依次连接的燃烧室，余热锅炉与除尘器；其中，所述燃烧室对低热值超细煤灰进行充分燃烧，燃烧产生的高温烟气与超细粉残渣进入余热锅炉进行热量回收；所述除尘器对经热量回收后的超细粉残渣进行收集处理。

【技术特征摘要】
1.一种低热值超细煤灰的综合利用系统，其特征在于，包括依次连接的燃烧室，余热锅炉与除尘器；其中，所述燃烧室对低热值超细煤灰进行充分燃烧，燃烧产生的高温烟气与超细粉残渣进入余热锅炉进行热量回收；所述除尘器对经热量回收后的超细粉残渣进行收集处理。2.如权利要求1所述的一种低热值超细煤灰的综合利用系统，其特征在于，所述燃烧室包括燃烧室下部与燃烧室上部，所述燃烧室下部与燃烧室上部的纵向长度比为1:1.5-5(优选为1:2.5)；所述燃烧室下部与燃烧室上部的横向长度比为1:1.5-3(优选为1:2)。3.一种低热值超细煤灰的综合利用方法，其特征在于，包括：(1)向燃烧室下部加入引火材料进行点火燃烧，控制温度为700～980℃时，输入低热值超细煤灰；(2)燃烧室下部引火材料燃烧产生的火焰和高温烟气引燃低热值超细煤灰，并带动燃烧的低热值细灰进入所述燃烧室上部；所述燃烧室上部容积扩大；(3)所述低热值超细煤灰在燃烧室上部持续充分燃烧并螺旋上升，同时释放自身的热量，以保证高温区的热负荷持续稳定；控制低热值超细煤灰在燃烧室上部停留时间为5～6s。4.如权利要求3所述方法，所述超细煤灰粒度小于等于2mm，进一步优选的，所述超细煤灰粒度小于等于50μm，其含碳低位发热值为1500-2200kcal/kg(干基)，其含水量小于等于1％。5.如权利要求3所述方法，其特征在于，所述引火材料包括但不限于煤、天然气、焦炉气、生物质材料；优选的，所述引火材料为煤。6.如权利要求3所述方法，其特征在于，所述煤与超细煤灰的质量比为1:0.5-5；优选的，所述煤与超细煤灰的质量比为1：...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭思尧，
申请(专利权)人：彭思尧，
类型：发明
国别省市：山东,37