[发明专利]一种气化飞灰利用系统及方法

说明书

本发明公开了一种气化飞灰利用系统及方法，包括由磨煤机、液体粘结剂桶、煤粉‑飞灰混合仓、型煤成型装置等构成的飞灰制备型煤系统，与由一次风室、循环烟气室、层燃炉、气固分离器、脱硫装置等构成的型煤燃烧系统。本发明通过将低挥发分含量的细粒型气化飞灰与煤粉混合制备成多孔球状型煤，再将型煤在层燃炉中进行燃烧利用，将锅炉部分尾部热烟气用于干燥型煤，部分用作循环烟气以降低燃烧过程中NO_x的生成，充分利用了烟气余热，减少了能源浪费。本发明将型煤燃烧后的固体飞灰返回型煤制备装置重新制备型煤并进行二次燃烧，且结合空气分级燃烧技术在在炉膛上部设置局部燃尽风，提高了型煤的燃烧效率并降低了环境污染。

技术领域

本发明属于煤炭梯级转化及高效清洁燃烧领域，特别涉及一种气化飞灰利用系统及方法，适用于对煤气化过程中产生的飞灰进行回收利用。

背景技术

富煤、贫油、少气是我国能源的结构特征，煤炭占我国一次能源消费的70％左右。我国煤炭资源总量虽然丰富，但优质煤比例不高，低阶煤占煤炭总储量的55％以上。由于品位较差，直接利用效率不高、环境污染严重，故通常是将低阶煤转化后利用。煤气化是煤炭清洁高效利用的一种重要方式，但气化后所得的副产品飞灰中残炭质量可达自身量的20％，为获取其中的能源，一般将这部分气化飞灰进行燃烧。然而飞灰具有高灰分、低挥发分、低硫含量、低热值和粒度细的特点，采用传统的技术和装备燃烧此类燃料时，飞灰着火燃尽困难、NO_x排放高，且可能存在强化燃烧、结渣防治与低NO_x燃烧控制手段相冲突的问题。如何解决气化飞灰难以利用的问题，已成为制约我国煤炭清洁高效梯级利用产业化应用的关键技术瓶颈，并亟待解决。因此，提出一种高效低NO_x燃烧气化飞灰的方法具有广泛的现实意义，且对我国煤炭利用技术的发展将起到巨大的推动作用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种气化飞灰利用系统及方法。具体是将气化飞灰和煤粉混合制成多孔型煤，再将型煤在工业层燃炉中燃烧利用。利用锅炉部分尾部热烟气干燥型煤，节省了外部热源，将部分尾部烟气送入循环风室，降低了燃烧气氛的局部氧浓度，减少了NO_x的生成，将部分尾部烟气作为二次风喷入炉膛，增加气流扰动，增强燃烧和换热，增设局部燃尽风，结合空气分级燃烧技术，提高型煤的燃烧效率，并进一步降低了NO_x的生成。将型煤燃烧后的飞灰返回型煤制备装置重新制备型煤，进而进行二次燃烧，提高燃尽率。本发明在充分利用了煤炭资源的同时，降低了锅炉NO_x的生成。

本发明采用如下技术方案来实现的：

一种气化飞灰利用系统，包括飞灰制备型煤系统和型煤在层燃炉中的燃烧系统；其中，

飞灰制备型煤系统包括煤仓、磨煤机、气化飞灰仓、液体粘结剂桶、煤粉-飞灰混合仓、搅拌器和型煤成型装置；

型煤在层燃炉中的燃烧系统包括型煤斗、一次风室、送风机、循环烟气室、第一循环风机、炉排、二次风喷嘴、第二循环风机、燃尽风喷嘴、燃尽风管道、省煤器、气固分离器、除尘器、脱硫装置、烟囱、蒸汽出口和热水出口；

搅拌器设置在煤粉-飞灰混合仓内，煤仓通过输送管道与磨煤机的上入口相连，磨煤机的出口与煤粉-飞灰混合仓的入口相连，同时，气化飞灰仓、液体粘结剂桶的出口分别与煤粉-飞灰混合仓的入口相连，煤粉-飞灰混合仓的出口与型煤成型装置的入口相连，型煤成型装置的出口与型煤斗的入口相连，型煤斗的出口与层燃炉的炉排相连；送风机的入口与空气相连，出口与一次风室的入口相连，第一循环风机的入口与烟气管道相连，出口与循环烟气室的入口相连，第二循环风机的入口与烟气管道相连，出口与二次风喷嘴相连，燃尽风管道的入口与空气相连，出口与燃尽风喷嘴相连；蒸汽出口、热水出口均与锅筒相连；省煤器设置在尾部烟道，尾部烟道的出口与气固分离器的入口相连，气固分离器的气体出口与除尘器的入口相连，气固分离器的固体出口与型煤斗的入口相连，除尘器的出口与脱硫装置的入口相连，除尘器的出口与烟囱、第一循环风机和第二循环风机的入口相连。