[发明专利]一种改性燃煤

说明书

本发明公开了一种改性燃煤，通过在燃煤中添加高岭土、铝土矿、石灰石、石英矿、钛白粉等固态颗粒或粉末，控制改性燃煤的灰成分和灰分含量，使灰分中硅和铝的化合物，折合成二氧化硅和三氧化二铝计算，二氧化硅与三氧化二铝的质量比为(1.0～4.0):1，二氧化硅与三氧化二铝质量之和占灰分总质量的40％以上，可以改善燃煤的结渣、沾污特性，缓解和避免锅炉严重的结渣、沾污问题，提高锅炉对燃料的适应性。本发明改性燃煤的成分简单，所用原料廉价易得，具有良好的市场前景。

技术领域

本发明属于燃煤锅炉技术领域，具体涉及一种改性燃煤，通过在燃煤中添加部分固态混合物，调整燃煤灰分和灰成分，改善燃煤的结渣、沾污性能。

背景技术

燃煤电站锅炉中，煤粉高温燃烧是一种复杂的物理～化学过程，煤中的灰分在高温下也会发生复杂的物理和化学反应，较低熔点的化合物会升华、融化，与其他化合物反应形成低熔点的新的化合物，这些物质会在受热面上以熔融、半熔融的形式凝结、凝聚、凝并、捕捉燃煤中固体灰颗粒，在受热面上形成不同形态和粘结强度的结渣或沾污层。这些结渣或沾污层会直接增加受热面的热阻，降低锅炉热效率，破坏锅炉蒸发和过热受热面吸收热量的平衡，降低锅炉的热力性能。另外，严重的结渣、沾污还是重大的安全隐患，火力发电厂常常发生由于严重结渣、沾污造成锅炉安全事故和机组强迫停机。

燃煤灰成分的组成直接影响灰渣的熔融特性，是锅炉结渣、沾污的根本影响因素。对于已经设计、建设、投入运营的燃煤电站锅炉来说，一旦燃料发生较大的调整，由于燃煤中的矿物组成发生大的变化，锅炉受热面往往会发生严重的结渣、沾污问题，直接影响到锅炉的安全、经济、稳定运行。

通过研究，我们认为炉膛的结渣和对流受热面的沾污过程是复杂的、多因素耦合作用的，其机理有所不同，危害程度也差距很大。只有弄清楚机理，才能提出有效的防控措施。比如：K、Na的化合物会在800℃以上时变成离子态，挥发到高温烟气中，当遇冷时会凝结在灰颗粒表面和受热面表面，变成“胶水”，粘结其他灰颗粒，形成难以清除的严重结渣、沾污，直接危及到锅炉的安全、经济、洁净、稳定运行。又比如：Fe常以黄铁矿形式存在，在高温下，由于气氛的不同，中间生成的化合物会有很大不同。在有氧环境下，可以转变为Fe₂O₃、Fe₃O₄，在缺氧情况下，可以转变为不稳定且熔点低的FeS、FeO，会大幅降低灰熔点，恶化结渣、沾污。

发明内容

本发明的目的是针对现有燃煤易结渣、沾污的问题，提供一种能够有效缓解结渣、沾污问题，同时改善结渣、沾污层的形态，使结渣、沾污层易于清除的改性燃煤。

针对上述目的，本发明所采用的改性燃煤由下述质量百分比的原料组成：燃煤80％～98.5％，高岭土1.5％～20％，铝土矿0％～15％，石灰石0～8％，石英矿0～5％，钛白粉0～5％，且所述改性燃煤的灰分中硅和铝的化合物，折合成二氧化硅和三氧化二铝计算，二氧化硅与三氧化二铝的质量比为(1.0～4.0):1，二氧化硅与三氧化二铝质量之和占灰分总质量的40％以上。

本发明的改性燃煤优选由下述质量百分比的原料组成：燃煤85％～98％，高岭土2％～15％，铝土矿0％～10％，石灰石0～5％，石英矿0～4％，钛白粉0～3％，且所述改性燃煤的灰分中硅和铝的化合物，折合成二氧化硅和三氧化二铝计算，二氧化硅与三氧化二铝的质量比为(1.3～3.2):1，二氧化硅与三氧化二铝质量之和占灰分总质量的50％～80％。

上述的燃煤为高温燃烧过程中，在锅炉受热面上易或较易结渣、沾污的燃煤。