一种高钠煤加热脱除炉与IGCC电站的集成装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供了一种高钠煤加热脱除系统与IGCC电站的集成系统，包括高钠煤加热脱除系统和IGCC电站系统，所述高钠煤加热脱除系统包括一体式高钠煤加热脱除装置、液固分离器、碱金属溶液回收处理系统、煤粉干燥装置、烟气喷淋冷却及热回收装置，所述高钠煤加热脱除炉上端连接水煤浆制备单元，下部连接液固分离器，所述液固分离器一端连接煤粉干燥装置，另一端连接碱金属溶液回收处理系统，所述煤粉干燥装置连接烟气喷淋冷却及热回收装置，所述烟气喷淋冷却及热回收装置连接碱金属溶液回收处理系统，所述碱金属溶液回收处理系统连接水煤浆制备单元。本实用新型专利技术所要解决问题的重点在实现高钠煤脱除系统与IGCC电站系统的集成，集成方法简单，避免对原工艺系统大规模的改造，降低投资改造成本，同时达到节能环保的目的。

Integrated device for heating and removing furnace of high sodium coal and IGCC power station

The utility model provides an integrated system for a high sodium removal coal heating system and IGCC power plant, including high sodium removal coal heating system and IGCC power system, the high sodium removal system comprises an integral coal heating device, high sodium removal coal heating solid-liquid separator and recycling alkali metal solution processing system, pulverized coal drying device flue gas, spray cooling and heat recovery device, the high coal heating furnace is connected with the upper end of the sodium removal of coal water slurry preparation unit is connected to the lower part of the liquid-solid separator, the liquid solid separator is connected with one end of the pulverized coal drying device, the other end is connected with the alkali metal recovery solution system, the pulverized coal drying device is connected with a gas spray cooling and heat recovery device, the flue gas spray cooling and heat recovery device is connected with the alkali metal recovery solution system, the alkali recovery solution of metal processing system is connected with the water coal slurry preparation Cell. The key of the utility model is to solve the problem of the integration of coal in high sodium removal system and IGCC power system, the integrated method is simple, to avoid the original process system of large-scale transformation, reduce the investment cost of renovation, and achieve the purpose of energy saving and environmental protection.

【技术实现步骤摘要】
一种高钠煤加热脱除炉与IGCC电站的集成装置
本技术涉及一种炉窑及其集成装置，尤其是涉及一体式高钠煤加热脱除装置在IGCC电站工艺系统中的集成方法。
技术介绍
高钠煤是指煤中碱金属化合物成分较高的一类特殊煤炭。我国高钠煤预测储量高大3900亿吨，主要集中在新疆准东煤田。准东煤属于低灰分、高热值、低变质程度的优质煤炭，作为发电或化工的原料具有低污染、低排放的特点，可有效节约燃烧转化后废物的处理费用，为燃煤电站和煤化工奠定了良好的物质基础。然而，高钠煤在燃烧及转化利用时，会对系统内的受热面如省煤器、烟气冷却器、空预器等造成严重的沾污和碱性腐蚀，并且造成排渣困难。高钠煤强结焦与强沾污性这一难以克服的难题，成为制约电站锅炉、气化炉等装置长期运行的关键。对于如何防止结渣和沾污，一方面有学者从其结渣和沾污的机理方面开展了大量的研究，多集中于提出结渣判定指数这一判定值，然而在实际应用中有着很大的局限性，不能从根本上解决沾污对锅炉的危害问题。另一方面，有研究人员开展通过调节锅炉燃烧来缓解结渣的问题，这在实际中并不便于操作也未得到推广。当然，掺烧是目前来看高钠煤在锅炉中的燃烧唯一可行的方法，但这种仅仅利用20～30％的高钠煤与长途运输后的其他煤中纯混的方法处理量非常有限，对于如准东地区储存巨大的高钠煤而言无疑是杯水车薪。此外，在高钠煤中掺混一定数量的硅或三氧化二铝，可以调节煤的灰熔点减少沾污，这种方法虽然能一定程度的改善锅炉的沾污和结渣问题，但也增加了锅炉受热面的磨损，减少锅炉使用寿命。这种掺混方式不仅降低了燃煤的发热值，而且增加了电厂的运行成本。综上的处理方式都聚焦在高钠煤燃烧或转化过程中进行，相比而言，在高钠煤进入锅炉或者气化炉等装置燃烧或反应前实现钠的脱除，反而是一种釜底抽薪式的解决方法。燃烧或反应前脱钠原理较为简单，即通过高温水洗即可溶解掉煤粉中含有的大部分钠，如准东煤的钠含量(以灰计)在3.5～12％，通过中温水洗处理后，含钠量的降低到2％以下，通过调节温度及压力促进钠的溶解以及通过搅拌作用促进液体对煤粉的冲刷可进一步降低煤中钠的含量。许多研究及专利提出利用锅炉排放的高温烟气或者汽轮机系统中的高温高压蒸汽来加热水煤浆，这种方法从某种程度上增加了系统的复杂性，而且，高温烟道及高温高压蒸汽管路的改造及与脱钠过程的过度集成增加了系统运行的不可靠性，破坏了原系统的独立性，在发生局部设备或系统故障时容易造成整个系统停车，带来巨大的经济损失。综上所述研究均主要针对高钠煤在锅炉中的燃烧，不少学者同样将此难题拓展到气化炉中加以解决，研究发现，钠的存在一定程度上促进煤的气化，但同样因其燃烧过程中的结渣和沾污问题使得高钠煤难以在气化炉中大规模应用。若采用目前燃烧或气化前脱钠技术，同样存在加热脱钠过程与煤气化工艺系统过度集成，影响了系统运行的独立和可靠性。这些决定了高钠煤的大规模应用亟需一种独立有效的脱钠装置和简单可靠的集成方法。
技术实现思路
针对如上问题，本技术选取以煤气化为核心的IGCC电站系统，提出了一体式高钠煤加热脱除装置与IGCC电站工艺系统的集成方法。通过一体式高钠煤加热脱除装置的技术，实现高钠煤脱除过程的独立性，通过结合高钠煤加热脱除装置的物料进出口的特点实现其与IGCC系统简单可靠的集成。为了实现上述目的，本技术的技术方案如下：一种高钠煤加热脱除炉与燃煤电站集成装置，包括高钠煤加热脱除炉系统和IGCC电站系统，所述高钠煤加热脱除炉系统包括高钠煤加热脱除炉、液固分离器、水煤浆制备单元、碱金属溶液回收处理系统、煤粉干燥装置、烟气喷淋冷却及热回收装置，所述高钠煤加热脱除炉上端连接水煤浆制备单元，下部连接液固分离器，所述液固分离器一端连接煤粉干燥装置，另一端连接碱金属溶液回收处理系统，所述煤粉干燥装置连接烟气喷淋冷却及热回收装置，所述烟气喷淋冷却及热回收装置连接碱金属溶液回收处理系统，所述碱金属溶液回收处理系统连接水煤浆制备单元；所述IGCC电站系统包括气化岛、燃汽轮机和余热锅炉及其底循环，所述气化岛出口合成气进入燃汽轮机，所述燃汽轮机排气进入余热锅炉，余热锅炉产蒸汽在底循环中利用发电；所述燃煤干燥装置连接气化岛；所述气化岛合成气出口设置支路，所述支路连接高钠煤加热脱除炉。作为优选，所述高钠煤加热脱除炉包括外层，所述外层是水冷壁，所述水冷壁的入口和出口分别连接余热锅炉系统。作为优选，高钠煤加热脱除炉的排烟口连接煤粉干燥装置。作为优选，所述气化岛中设置空气分离装置、气化炉、合成气余热回收装置、合成气净化除尘装置，所述的余热锅炉系统包括过热器、再热器、省煤器、除氧器，所述底循环包括高中低压汽轮机及凝汽器。作为优选，所述高钠煤加热脱除炉包括中心层、中间层，所述中心层是燃烧加热室，所述中间层是水煤浆室，水煤浆室设置在中心燃烧加热室的外周，所述水冷壁设置在水煤浆室的外周，所述燃烧室下部设置燃烧器，所述燃烧器连接外部燃料输送管道，所述燃烧室上部设置烟气排出口，水煤浆室上游连接制浆装置，所述水煤浆室设置有补水口及蒸气排空口，底部设置有水煤浆排出口；水冷壁层敷设在中间层水煤浆室外壁。作为优选，水煤浆室内布置有搅拌器，搅拌器设置为多个，沿着高度方向，搅拌器的搅拌功率越来越小。作为优选，沿着高度方向，搅拌器的搅拌功率越来越小的幅度不断的增加。一种前面所述的集成装置的集成方法，所述水煤浆制备单元生成的水煤浆进入高钠煤加热脱除炉中进入脱钠操作，脱钠后的水煤浆进入液固分离器，在液固分离器中将水煤浆分离成湿煤和碱金属溶液，所述湿煤进入煤粉干燥装置中进行干燥，干燥后生成的煤粉进入汽化岛中，煤粉干燥装置中的烟气进入烟气喷淋冷却及热回收装置，在进入烟气喷淋冷却及热回收装置进行喷淋冷却和热回收，喷淋冷却后的废水进入碱金属溶液回收处理系统，碱金属溶液回收处理系统中处理后的水进入水煤浆制备单元；所述气化岛产生的合成气一部分进入燃气轮机燃烧发电，排气进入余热锅炉系统产蒸汽在底循环中加以利用，另一部分作为燃料送往高钠煤加热脱除炉的燃烧器。作为优选，所述水冷壁入口的水通常来自凝汽器或除氧器后的水，吸热后产生的热水或蒸汽分别进入除氧器或相应参数的余热锅炉汽水管路中。作为优选，水冷壁入口管路设置有调节阀，可根据水煤浆室温度调节水流量；还包括控制器，所述控制器与调节阀进行数据连接，如果测量的水煤浆室温度上升到的一定温度，则控制器自动增加调节阀的开度，增加进入水冷壁的水的流量，如果测量的水煤浆室温度下降到的一定温度，则控制器自动降低调节阀的开度，减少进入水冷壁的水的流量；在控制器中设置一个控制函数，控制器根据控制函数自动调整阀门的开度，所述控制函数K＝F(T),其中K是阀门开度，T是水煤浆室温度，其中F(T)’>0,F”(T)>0,其中F(T)’、F”(T)是F(T)的一次导数和二次导数。作为优选，所述搅拌器从水煤浆室的外壁向水煤浆室内延伸。作为优选，水冷壁入口管路设置有调节阀，可根据水煤浆室温度调节水流量。作为优选，还包括控制器以及温度压力传感器，所述控制器通过采集水煤浆室温度和压力数据，与调节阀进行指令传递，如果测量的水煤浆室温度上升到的一定温度，则控制器自动增加调节阀的开度，增加和保持进入水冷壁的水的流量，如果测量的水煤浆室温本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高钠煤加热脱除炉与燃煤电站集成装置，包括高钠煤加热脱除炉系统和IGCC电站系统，所述高钠煤加热脱除炉系统包括高钠煤加热脱除炉、液固分离器、水煤浆制备单元、碱金属溶液回收处理系统、煤粉干燥装置、烟气喷淋冷却及热回收装置，所述高钠煤加热脱除炉上端连接水煤浆制备单元，下部连接液固分离器，所述液固分离器一端连接煤粉干燥装置，另一端连接碱金属溶液回收处理系统，所述煤粉干燥装置连接烟气喷淋冷却及热回收装置，所述烟气喷淋冷却及热回收装置连接碱金属溶液回收处理系统，所述碱金属溶液回收处理系统连接水煤浆制备单元；所述IGCC电站系统包括气化岛、燃汽轮机和余热锅炉及其底循环系统，所述气化岛连接燃汽轮机，所述燃汽轮机连接余热锅炉及其底循环系统；所述燃煤干燥装置连接气化岛；所述气化岛合成气出口设置支路，所述支路连接高钠煤加热脱除炉。

【技术特征摘要】
1.一种高钠煤加热脱除炉与燃煤电站集成装置，包括高钠煤加热脱除炉系统和IGCC电站系统，所述高钠煤加热脱除炉系统包括高钠煤加热脱除炉、液固分离器、水煤浆制备单元、碱金属溶液回收处理系统、煤粉干燥装置、烟气喷淋冷却及热回收装置，所述高钠煤加热脱除炉上端连接水煤浆制备单元，下部连接液固分离器，所述液固分离器一端连接煤粉干燥装置，另一端连接碱金属溶液回收处理系统，所述煤粉干燥装置连接烟气喷淋冷却及热回收装置，所述烟气喷淋冷却及热回收装置连接碱金属溶液回收处理系统，所述碱金属溶液回收处理系统连接水煤浆制备单元；所述IGCC电站系统包括气化岛、燃汽轮机和余热锅炉及其底循环系统，所述气化岛连接燃汽轮机，所述燃汽轮机连接余热锅炉及其底循环系统；所述燃煤干燥装置连接气化岛；所述气化岛合成气出口设置支路，所述支路连接高钠煤加热脱除炉。2.如权利要求1所述的集成装置，其特征在于，所述高钠煤加热脱除炉包括外层，所述外层是水冷壁，所述水冷壁的入口和出口分别连接余热锅炉系统。3.如权利要求1所述的集成装置，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：高维，马汉军，李雪梅，高霞，
申请(专利权)人：国电龙源电力技术工程有限责任公司，
类型：新型
国别省市：北京,11