[发明专利]防止高钠煤燃烧结焦、沾污的燃烧方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种高钠煤清洁燃烧方法及装置，更具体地说，涉及一种防止高钠煤燃烧结焦、沾污的燃烧方法及装置。

背景技术

我国新疆地区煤炭储量巨大，开采成本低，煤反应性好，容易燃尽。但是，由于成煤历史和当地特殊的自然地理环境，该地所产煤中钠的含量总体都在2%以上（甚至到10%），远高于其他地区动力用煤。而煤中钠是煤在锅炉燃烧过程中造成换热面沾污的一个重要因素，由于煤中的钠元素的挥发，容易在锅炉受热面冷凝形成一层附着物，主要以NaCl或Na₂SO₄的形式存在，该成分在高温环境下挥发后，易凝结在对流受热面上形成烧结或粘结性积灰，该附着物对飞灰有吸附作用，会使受热面发生沾污，且沾污物无法使用吹灰器清除，从而导致受热面传热能力下降，影响锅炉传热效率和出力，结渣和沾污严重时甚至可能导致炉膛熄火，爆管、停炉等重大事故。因此，高钠煤的燃烧利用受到了极大地限制。目前对新疆高钠煤的利用方式中，减轻沾污的方法大致分为锅炉的合理设计、合理的运行工况、换热面处理、合理配煤、使用添加剂、燃料预处理、高钠煤气化几个方面。前三种方法对于现运行锅炉成效不大；合理配煤即掺烧烧结性低的煤种，由于受运输条件的限制，极大地增加了成本，并且无法从根本上解决沾污问题，故不是主要的发展方向；对于煤粉炉，在原煤和炉膛中直接掺混添加剂影响煤的燃烧和燃尽，降低煤的燃烧效率和锅炉出力；燃料预处理和高钠煤气化都是要先对煤进行提质处理，这两种方法在减缓沾污方面有比较好的效果，因此，高钠煤脱钠的研究对于改善其燃烧利用时的沾污具有重要的现实意义和经济价值。

发明内容

本发明的目的：在于解决新疆高钠煤燃烧的沾污问题，提供一种防止高钠煤燃烧结焦、沾污的燃烧方法及装置，该方法及装置通过煤的三级热解技术和一、二级热解气净化装置联合使用，可以最大程度的脱除煤中的活性钠含量；并与循环流化床燃烧系统以及飞灰循环系统有机地结合起来，不但解决了焦炭和煤气的燃烧利用问题，而且可以进一步减轻燃烧过程中的结焦、沾污问题。

本发明的技术方案如下：

一种防止高钠煤燃烧结焦、沾污的燃烧装置，由循环流化床燃烧系统、热解脱钠系统和飞灰循环系统组成，其特点是：循环流化床燃烧系统包括：流化床、旋风分离器、焦炭预处理装置、旋流燃烧器、气体燃烧器和送风机；热解脱钠系统包括：三级热解床、一级热解气脱钠净化装置和二级热解气脱钠净化装置；所述飞灰循环系统包括：换热器、除尘器、磨煤机和给煤系统；流化床的出口与所述旋风分离器的入口相连，旋风分离器一个出口经换热器和除尘器连接磨煤机的一个入口，另一出口连接焦炭预处理装置的一个入口；所述磨煤机的出口通过三级热解床连接焦炭预处理装置的另一个入口，焦炭预处理装置出口与流化床上的所述旋流燃烧器的入口相连；三级热解床出口通过一级热解气脱钠净化装置和二级热解气脱钠净化装置与位于流化床的炉膛中的所述气体燃烧器的入口相连，所述送风机分别与流化床的底部一次风入口和中部二次风入口相连。

三级热解床设有三级气体出口，每一级气体出口连接一个一级热解气脱钠净化装置，三个一级热解气脱钠净化装置的出口均连接至同一个所述二级热解气脱钠净化装置的入口。 磨煤机入口同时连接除尘器和原煤给煤系统。

一种防止高钠煤燃烧结焦、沾污的燃烧方法，具体步骤是： 首先将高温含灰烟气送入到旋风分离器中进行分离，分离后烟气从旋风分离器的上端出口流出，经过换热器换热后进入除尘器进行除尘和收集的灰分，除尘器收集的灰分送入到磨煤机中与从原煤给煤系统送入的原煤充分混合后，磨制成煤颗粒，然后送入到三级热解床中进行热解，三级热解床的第一至第三级温度分别为550℃、700℃和900℃,，三级热解床采用吸附的方式除去热解气中的钠,然后通过三个一级热解气脱钠净化装置的出口汇集到同一个二级热解气脱钠净化装置进一步脱除钠，从二级热解气脱钠净化装置中出来的热解煤气被送入到流化床中，并从二次风入口上方进入到炉膛内助燃。

与传统的煤粉炉燃烧相比，本发明的有益效果如下：

本发明可以实现新疆高钠煤的高效清洁利用，由于采用对煤热解后的热解气进行脱钠，热解气中的活性钠主要是NaCl，可以使用活性矾土进行吸附，过程简单而且高效，几乎可以吸附全部的NaCl，并且该过程是物理吸附，吸附剂可以循环利用，大大降低了工艺和材料成本。