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[摘 要]我国是一个煤炭资源大国,煤的洗选过程中产生大量煤泥。煤泥以煤炭细颗粒为主,含有各种杂质的高水分排放物,固态发热量15000~19000kJ/kg,颗粒直径小于0.5mm,整体性状为高水分、高粘性、高持水性、不易转运,处理和利用比较困难,在许多场合下只能被堆放或填入废弃矿井中。这种处置方式既占用了土地资源,又污染了环境,还浪费了大量能源。
[关键词]煤炭;煤泥;资源
中图分类号:TK229.66 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2014)27-0042-01
近年来,煤泥的合理利用受到了关注。煤泥利用要技术上可行,经济上合理,而且要有很好的节能和环保效果。循环流化床锅炉燃料适应性广,燃烧效率高,能高效地脱硫脱氮,燃料处理系统简单,灰渣易利用,利用煤泥作燃料完全能满足以上要求。
1. 燃煤泥循环流化床锅炉的技术特点
(1) 异重流化床
所谓的异重流化床是指由密度差异较大的不同颗粒组成的流化床系统,床内颗粒沿高度的分布主要取决于床内颗粒密度,密度大的颗粒趋向于床层下部;而密度小的颗粒趋向于在床层上部,尽管它的粒度有时要比密度大的颗粒大的多。利用异重流化床的这个特点,可以防止煤泥大凝聚团在流化床内的沉积、以致影响到流化床底部的流化质量,流化死区逐渐由底部向上扩展到整个床层、以致防止整个流化床无法稳定地连续运行。研究分析表明,在合理选择煤矸石或石英砂等大密度的床料后,煤泥凝聚团与床料可以形成满足煤泥稳定燃烧的异重流化床系统,从而保证高位给料、结团燃烧工艺的顺利实现。
(2) 煤泥输送系统
煤泥粘性大、水份高,装卸和运输困难,而且容易造成二次污染。该炉采用研制开发的MNS柱塞泵和煤泥管道输送系统,结构简单、使用寿命长、性能可靠,不仅能有效防止固体析出、沉淀、结块、起拱以及空气穿孔,而且输送系统出口压力高(0-24MPa)、输送流量大(0-60m3/h)、输送距离远(0-1000m)。系统的输送实现无级调节、远程控制,管路布置灵活,对环境不造成污染。系统先把洗煤厂的浮选尾煤除去杂质,然后经压滤机压滤制成水分小于30%的滤饼,依次送至煤泥仓、预压螺旋、双柱塞泵、管道、喷枪、锅炉。
(3) 带水冷料腿的蜗壳旋风分离器常规的
切向进口旋风分离器,不适合分离0.5mm以下的小粒径煤泥颗粒。这是因为它的进口通道对物料颗粒的加速不利、流场不均匀,导致分离器分离的效率不高、捕集的循环物料太少,切割粒径d99达到200微米以上,d50达到80微米以上。改进后的蜗壳旋风分离器采用等通道截面,烟气及其夹带物料在进入旋风分离器之前可以得到较为均匀的流场,使得旋风分离器的分离性能大幅度提高,捕集到的飞灰的粒度变细、含碳量降低、循环物料增多,切割粒径仅为d99为80微米以下,d50仅为20微米以下,因此可以极大地减轻尾部受热面的磨损和尾部复燃。由于煤灰的粘性很大,容易造成分离器的回料腿堵塞,导致物料循环不畅,所以煤泥锅炉采用了加水冷料腿的高效蜗壳旋风分离器。
(4) 没有埋管,采用高位给料,高卫燃带
埋管易磨损、热惰性大、使用费用高。该燃煤泥的锅炉去掉了传统的埋管,采用中循环倍率,通过分离器捕集的循环灰作为载体进行换热。循环灰从床面吸收热量,通过循环将热量带到炉膛中上部进行换热,既解决了传热问题,又避免了埋管的磨损难题。由于煤泥水分高,采用特制煤泥喷枪高位给料,使煤泥在下降过程中水分不断蒸发、挥发分不断析出,颗粒不断爆燃分裂,使其达到正常燃烧要求的粒度。在炉膛浓相区,给煤机送入一定粒度的煤矸石或石英砂作为底料,使该区有足够的物料浓度,保证煤泥能正常和完全燃烧。为了保持流化床的温度和减少底料对水冷壁的磨损,锅炉采用了内壁敷设高位燃带的措施。
2. 燃煤泥锅炉的主要技术参数为:
3.结束语
该炉已成功运行多年,给用户带来了可观的经济效益和社会效益。它的运用减少了能源和土地资源的浪费以及环境污染,在举国上下节能环保意识逐渐增强的今天,该炉具有很高的推广价值。
[关键词]煤炭;煤泥;资源
中图分类号:TK229.66 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2014)27-0042-01
近年来,煤泥的合理利用受到了关注。煤泥利用要技术上可行,经济上合理,而且要有很好的节能和环保效果。循环流化床锅炉燃料适应性广,燃烧效率高,能高效地脱硫脱氮,燃料处理系统简单,灰渣易利用,利用煤泥作燃料完全能满足以上要求。
1. 燃煤泥循环流化床锅炉的技术特点
(1) 异重流化床
所谓的异重流化床是指由密度差异较大的不同颗粒组成的流化床系统,床内颗粒沿高度的分布主要取决于床内颗粒密度,密度大的颗粒趋向于床层下部;而密度小的颗粒趋向于在床层上部,尽管它的粒度有时要比密度大的颗粒大的多。利用异重流化床的这个特点,可以防止煤泥大凝聚团在流化床内的沉积、以致影响到流化床底部的流化质量,流化死区逐渐由底部向上扩展到整个床层、以致防止整个流化床无法稳定地连续运行。研究分析表明,在合理选择煤矸石或石英砂等大密度的床料后,煤泥凝聚团与床料可以形成满足煤泥稳定燃烧的异重流化床系统,从而保证高位给料、结团燃烧工艺的顺利实现。
(2) 煤泥输送系统
煤泥粘性大、水份高,装卸和运输困难,而且容易造成二次污染。该炉采用研制开发的MNS柱塞泵和煤泥管道输送系统,结构简单、使用寿命长、性能可靠,不仅能有效防止固体析出、沉淀、结块、起拱以及空气穿孔,而且输送系统出口压力高(0-24MPa)、输送流量大(0-60m3/h)、输送距离远(0-1000m)。系统的输送实现无级调节、远程控制,管路布置灵活,对环境不造成污染。系统先把洗煤厂的浮选尾煤除去杂质,然后经压滤机压滤制成水分小于30%的滤饼,依次送至煤泥仓、预压螺旋、双柱塞泵、管道、喷枪、锅炉。
(3) 带水冷料腿的蜗壳旋风分离器常规的
切向进口旋风分离器,不适合分离0.5mm以下的小粒径煤泥颗粒。这是因为它的进口通道对物料颗粒的加速不利、流场不均匀,导致分离器分离的效率不高、捕集的循环物料太少,切割粒径d99达到200微米以上,d50达到80微米以上。改进后的蜗壳旋风分离器采用等通道截面,烟气及其夹带物料在进入旋风分离器之前可以得到较为均匀的流场,使得旋风分离器的分离性能大幅度提高,捕集到的飞灰的粒度变细、含碳量降低、循环物料增多,切割粒径仅为d99为80微米以下,d50仅为20微米以下,因此可以极大地减轻尾部受热面的磨损和尾部复燃。由于煤灰的粘性很大,容易造成分离器的回料腿堵塞,导致物料循环不畅,所以煤泥锅炉采用了加水冷料腿的高效蜗壳旋风分离器。
(4) 没有埋管,采用高位给料,高卫燃带
埋管易磨损、热惰性大、使用费用高。该燃煤泥的锅炉去掉了传统的埋管,采用中循环倍率,通过分离器捕集的循环灰作为载体进行换热。循环灰从床面吸收热量,通过循环将热量带到炉膛中上部进行换热,既解决了传热问题,又避免了埋管的磨损难题。由于煤泥水分高,采用特制煤泥喷枪高位给料,使煤泥在下降过程中水分不断蒸发、挥发分不断析出,颗粒不断爆燃分裂,使其达到正常燃烧要求的粒度。在炉膛浓相区,给煤机送入一定粒度的煤矸石或石英砂作为底料,使该区有足够的物料浓度,保证煤泥能正常和完全燃烧。为了保持流化床的温度和减少底料对水冷壁的磨损,锅炉采用了内壁敷设高位燃带的措施。
2. 燃煤泥锅炉的主要技术参数为:
3.结束语
该炉已成功运行多年,给用户带来了可观的经济效益和社会效益。它的运用减少了能源和土地资源的浪费以及环境污染,在举国上下节能环保意识逐渐增强的今天,该炉具有很高的推广价值。