[实用新型]集成太阳能的低阶煤水热提质与发电联合系统

说明书

本实用新型公开了一种属于低阶煤提质领域的集成太阳能的低阶煤水热提质与发电联合系统。该系统主要包括低阶煤水热提质系统、太阳能集热岛和燃煤发电机组。该系统中，槽式太阳能集热系统、低阶煤水热提质系统及燃煤发电系统三者耦合，槽式太阳能集热器为水热提质过程提供所需热量，低阶煤提质系统出来的低热值热解气与提质煤进入燃煤发电系统的锅炉燃烧，而发电机组的回热系统通过冷却提质煤及低压蒸汽，进行废热及水分的回收利用。该系统通过高效的系统集成耦合，实现了低阶煤提质、电力输出及富余水分回收，同时有望提高能量的综合利用效率。

技术领域

本实用新型属于低阶煤提质领域，特别涉及低阶煤脱碱脱水技术，具体的说，涉及一种基于太阳能与低阶煤水热处理结合的低阶煤提质与发电联合系统。

背景技术

低阶煤在世界煤炭总储量中占了很大的比重，其利用已越来越广泛。在中国，低阶煤主要分布在人口稀少的西北地区，往往需要运输到经济发达的东部地区。但低阶煤中水分和挥发分含量高，发热量低并容易自燃，不利长距离运输；并且碱金属含量极高，可造成炉膛的严重积灰、结焦，将大幅降低锅炉热效率、明显增加锅炉运行安全风险，直接利用会导致效率低、危害锅炉设备、破坏环境等问题。因此，通过一定的手段对储量巨大的低阶煤资源进行提质、加工综合利用，提高发热量，改善煤的燃烧品质，对于缓解我国日益紧张的能源压力、降低能耗、保护环境等，具有十分重要的意义。

低阶煤水热提质技术可有效脱出低阶煤中大部分水分和碱金属，实现低阶煤提质要求；然而大多的低阶煤水热提质系统仅仅着眼于煤质的提升，并未针对提质热源进行综合利用，造成很大的能量浪费，同时也没有引入太阳能等清洁的可再生能源进行提质，往往需要消耗大量化石能源。

本实用新型提出了一种基于太阳能与低阶煤水热提质结合的低阶煤提质与发电的联合系统，解决了上述的能量利用效率低、化石能源消耗量大的问题，该系统针对太阳能集热器、低阶煤水热提质系统以及燃煤发电系统三者进行高效耦合，针对能量进行了合理梯级利用，实现了提质煤和电能的双产出，可有效降低化石能源的消耗，充分利用能量，是一种适用于低阶煤提质领域，具有前景的新技术。

发明内容

本实用新型的目的在于为低阶煤提质领域提供一种同时实现脱水、脱碱、水分回收及能量高效利用的技术途径，通过提出一种基于太阳能与低阶煤水热处理结合的低阶煤提质-发电综合系统来达到该目的。

为了达到上述目的，本实用新型通过以下方式实现：集成太阳能的低阶煤水热提质与发电联合系统，包括太阳能集热子系统，低阶煤水热提质子系统，燃煤发电子系统三个主要部分；其特征在于，低阶煤进入水热提质子系统后，先经过碎煤机粉碎处理，在煤水混合器与来自加压水泵的高压水混合，然后经过预热器预加热后进入水热提质装置进行脱水脱碱处理，处理后的煤水气混合物进入气液固分离装置，分离出的高温废液进入预热器进行冷却，冷却后的废液与蒸汽冷凝器产生的水分一起进入净化装置进行杂质分离，净化后的水分一部分作为低阶煤水热处理介质经过加压水泵升压后进入煤水混合器与煤进行混合，其余作为富余水分进行回收；气液固分离装置分离出的湿煤进入减压闪蒸装置进行水分分离，分离出的低压蒸汽进入蒸汽冷凝器进行冷却，经减压闪蒸装置分离水分后的高温提质煤一部分进入燃煤发电子系统中的锅炉进行燃烧，其余通过提质煤冷却器进行冷却，冷却后的提质煤进入压缩成型装置进行压缩成型处理，生产出便于运输的提质块煤；在太阳能集热子系统中，低温导热油通过槽式太阳能集热器加热，产生的高温导热油进入油罐，富余的高温导热油进行短期储热，其余的高温导热油进入水热提质装置提供水热提质过程所需热量，放热后的低温导热油经过油泵加压，重新进入槽式太阳能集热器进行加热；在燃煤发电子系统中，经气液固分离装置分离产生的高温热解气经过减压阀减压与来自减压闪蒸装置的高温提质煤一起进入锅炉燃烧，产生的高温蒸汽进入蒸汽轮机，驱动发电机发电，产生的排汽进入凝汽器冷凝成凝结水，其中一部分进入蒸汽冷凝器冷却低压蒸汽，一部分进入提质煤冷却器冷却高温提质煤，经蒸汽冷凝器和提质煤冷却器加热的凝结水与其余的凝结水混合，进入抽汽加热器进行回热处理，经给水泵加压后进入锅炉。