一种水煤浆锅炉系统及水煤浆制备与燃烧方法技术方案

本发明专利技术公开一种水煤浆锅炉系统及水煤浆制备与燃烧方法，其中，所述系统包括通过管道连通的分离装置和锅炉装置，所述分离装置以劣质煤作为原料制备劣质水煤浆，然后对所述劣质水煤浆中的可燃物颗粒和非可燃物颗粒进行有效分离，制得低灰分高热值的精煤浆，所述精煤浆直接用于锅炉装置进行燃烧获取热量，并且所述精煤浆燃烧生成的低温烟气能够满足国家或地方相关环保标准对于锅炉大气污染物排放要求。本发明专利技术解决了水煤浆锅炉领域无法将劣质煤用于锅炉燃烧的问题，即拓展了用于水煤浆锅炉燃烧技术的煤源，使得以水煤浆锅炉为基础的成熟而且稳定的集成供热采暖技术能够得到大规模推广应用。

A Coal Water Slurry Boiler System and a Method of Coal Water Slurry Preparation and Combustion

The invention discloses a coal-water slurry boiler system and a preparation and combustion method of coal-water slurry, in which the system comprises a separation device and a boiler device connected by a pipeline. The separation device uses inferior coal as raw material to prepare inferior coal-water slurry, and then effectively separates the combustible and non-combustible particles in the inferior coal-water slurry to produce fine coal with low ash content and high calorific value. The slurry is directly used for the combustion of the boiler device to obtain heat, and the low-temperature flue gas generated by the combustion of the slurry can meet the requirements of the relevant national or local environmental protection standards for the emission of air pollutants from the boiler. The invention solves the problem that inferior coal can not be used for boiler combustion in the field of coal-water slurry boilers, that is, expands the coal source for coal-water slurry boiler combustion technology, and enables mature and stable integrated heating technology based on coal-water slurry boilers to be popularized and applied on a large scale.

【技术实现步骤摘要】
一种水煤浆锅炉系统及水煤浆制备与燃烧方法
本专利技术涉及水煤浆供热领域，尤其涉及一种水煤浆锅炉系统及水煤浆制备与燃烧方法。
技术介绍
煤炭在未来相当长一段时期内仍将是我国的主要基础能源，煤炭的利用相比天然气和石油而言更加困难，污染也更大。实际上，目前我国的煤炭资源不仅利用率低，且开采和利用过程中，对环境产生了难以忽视的污染。为了维护国家能源安全和应对环境保护，清洁高效、节能减排是对煤炭资源利用的必然要求。水煤浆是一种由一定比例的煤粉、水和添加剂混合加工而成的清洁煤基流体燃料，具有石油一样的流动性，可以像重油一样泵送、雾化、储存和稳定着火燃烧。水煤浆还具有浓度高、粒度细、流变性好以及能长期储存且不产生沉淀等特点，并且由于水煤浆燃点高，储、装、运安全性比较高，已在我国经历了多年的研发和应用，现已进入全面推广应用阶段。水煤浆既可作为代油代煤的清洁燃料，又可作为气化使用的化工原料，是国家洁净煤技术发展中的重要方向，在目前环保政策以及能源结构调整背景下，符合国家节能减排的政策导向。工业活动是大气污染排放物的主要来源，近年来，清洁能源、集中供热等节能环保技术受到国家的大力支持和推广，国家环保部在《国家环境保护规划》中提出，要大力开发水煤浆技术，对水煤浆集中供热锅炉取代分散式小型燃煤锅炉的工程项目进行相关分析，充分体现出水煤浆清洁、环保的特性和集中供热项目节能减排的优势。当前，对于水煤浆工业锅炉，对其燃料水煤浆具有热值指标要求：发热量>16.75MJ/kg，对水煤浆的上述要求导致目前燃料水煤浆制造只能用优质煤作为制备水煤浆的原料，其中所述优质煤的指标如下：热值高于4500千卡/千克，灰分含量低于20wt%。劣质煤无法用来制造高效锅炉水煤浆燃料，很大程度上限制了水煤浆锅炉集中采暖供热的应用范围。同时，优质煤的开采量日趋减少且成本较高，而煤矿中却有大量的劣质煤无法得到除了用作家庭燃料之外的有效的利用。劣质煤一般至少具有以下特征之一：灰分含量高、固定碳含量低、无灰干燥基挥发分含量高、灰软化温度偏低，燃烧时产生烟尘较大、易结焦、煤矸石含量高，发热量低（发热量通常低于4500千卡/千克），等等。为统一起见，本专利技术中将劣质煤定义为包含碳-氢的可燃物和至少20wt%的矿物质杂质的煤。例如，劣质煤可以为洗选中煤、煤泥或煤矸石。因此，本领域迫切需要一种能够以劣质煤作为原料来制备合格的水煤浆锅炉燃料，并将所制得的燃料水煤浆用于民用或工业锅炉采暖供热，同时满足国家或地方相关环保标准对于锅炉大气污染物排放要求的工艺技术。劣质煤的特点是矿物质杂质含量高（一般高于20wt%，例如25-45wt%）、热值低，其直接粉碎后无法用于配制合格的燃料水煤浆来供应现有的水煤浆锅炉，必须对劣质煤进行必要的提纯处理以将其中的含碳-氢的可燃物与矿物质充分分离，同时还得保证水煤浆锅炉外排烟气中污染物（SOX、NOx、颗粒物等）水平满足国家或地方环保标准，获得较好的社会经济和环保效益。因此，现有技术还有待于改进和发展。
技术实现思路
鉴于上述现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种水煤浆锅炉系统及水煤浆制备与燃烧方法，旨在解决现有技术无法利用劣质煤采暖供热以及在使用水煤浆采暖供热时无法满足国家或地方对锅炉大气污染物排放要求的问题。本专利技术的技术方案如下：一种水煤浆锅炉系统，其中，包括通过管道连通的分离装置和锅炉装置，所述分离装置用于对劣质水煤浆中的可燃物颗粒和非可燃物颗粒进行分离并制得精煤浆，所述锅炉装置用于对所述精煤浆进行燃烧供热或通过热泵制冷。所述的水煤浆锅炉系统，其中，所述锅炉装置包括用于对精煤浆进行燃烧生成高温烟气和循环热水的锅炉本体、用于将高温烟气与循环冷水进行换热处理生成中温烟气的省煤器、以及用于对中温烟气与空气进行换热处理生成低温烟气的空气加热器，所述锅炉本体、省煤器以及空气加热器通过管道依次连通。所述的水煤浆锅炉系统，其中，所述空气加热器与所述锅炉本体通过管道直接连通，所述空气经过所述空气加热器换热处理后生成高温空气并通过管道进入到所述锅炉本体中与所述精煤浆燃烧。所述的水煤浆锅炉系统，其中，还包括一用于对低温烟气进行脱污处理的烟气污染物脱除装置，所述烟气污染物脱除装置与所述空气加热器通过管道连通。所述的水煤浆锅炉系统，其中，所述分离装置包括用于对劣质煤粉、磨浆水以及第一添加剂进行研磨得到劣质水煤浆的第一湿磨机、与所述第一湿磨机连通并用于对所述劣质水煤浆进行搅拌混合的第一搅拌罐，以及用于对所述劣质水煤浆中的可燃物颗粒和非可燃物颗粒进行分离处理的分离塔，所述分离塔内部从下至上依次设置有与外界空气连通并生成微气泡的第一分布器、与所述第一搅拌罐连通并用于通入劣质水煤浆的第二分布器以及用于喷水的第三分布器。所述的水煤浆锅炉系统，其中，所述分离塔顶端和底部分别设置有可燃物浆液出口和非可燃物浆液出口，所述可燃物浆液出口通过管道连通有第一压滤机，所述非可燃物浆液出口通过管道连通有第二压滤机；所述第一压滤机通过管道与一第二搅拌罐连通，所述第二搅拌罐通过管道与一精煤浆储存槽连通，所述精煤浆储存槽通过管道与所述锅炉装置连通。所述的水煤浆锅炉系统，其中，所述分离装置还包括用于对劣质煤进行破碎生成劣质煤粉的第一破碎机、用于对脱硫剂和脱硝剂进行破碎生成助熔剂粉末的第二破碎机、用于对所述助熔剂粉末和磨浆水以及第二添加剂进行研磨生成水煤浆添加剂浆的第二湿磨机；所述第一破碎机通过管道与所述第一湿磨机连通，所述第二破碎机通过管道与所述第二湿磨机连通，所述第二湿磨机通过管道与所述第二搅拌罐连通。一种水煤浆制备与燃烧方法，其中，包括步骤：将劣质水煤浆通入分离装置中对所述劣质水煤浆中的可燃物颗粒和非可燃物颗粒进行分离得到精煤饼；将预先制备的水煤浆添加剂浆与所述精煤饼混合剪切，生成精煤浆；将所述精煤浆通入锅炉装置中进行燃烧处理获得热能并将生成的低温烟气外排。所述的水煤浆制备与燃烧方法，其中，所述水煤浆添加剂浆的制备方法包括步骤：将脱硫剂与脱硝剂混合进行破碎处理，得到助熔剂粉末；将所述助熔剂粉末与第二添加剂以及磨浆水混合进行研磨处理，得到所述水煤浆添加剂浆。所述的水煤浆制备与燃烧方法，其中，所述脱硫剂包括但不限于碳酸钙、熟石灰、氧化钙、氧化铁和石英砂中的一种或多种；所述脱硝剂包括但不限于尿素、碳酸镁、氧化镁和氧化铝中的一种或多种；所述第二添加剂包括但不限于木质素磺酸钠、聚丙烯酰胺絮凝剂和羧甲基纤维素中的一种或多种。有益效果：本专利技术提供的水煤浆锅炉系统包括通过管道连通的分离装置和锅炉装置，所述分离装置以劣质煤作为原料制备劣质水煤浆，然后对所述劣质水煤浆中的可燃物颗粒和非可燃物颗粒进行有效分离，制得低灰分高热值的精煤浆，所述精煤浆直接用于锅炉装置进行燃烧获取热量，并且所述精煤浆燃烧生成的低温烟气能够满足国家或地方相关环保标准对于锅炉大气污染物排放要求。本专利技术解决了水煤浆锅炉领域无法将劣质煤用于锅炉燃烧的问题，即拓展了用于水煤浆锅炉燃烧技术的煤源，使得以水煤浆锅炉为基础的成熟而且稳定的集成供热采暖技术能够得到大规模推广应用。附图说明图1为本专利技术一种水煤浆锅炉系统较佳实施例的结构示意图。图2为本专利技术分离塔较佳实施例的结构示意图。图3为本专利技术一种水煤浆制备与燃烧方法较佳实施例的流程图。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水煤浆锅炉系统，其特征在于，包括通过管道连通的分离装置和锅炉装置，所述分离装置用于对劣质水煤浆中的可燃物颗粒和非可燃物颗粒进行分离并制得精煤浆，所述锅炉装置用于对所述精煤浆进行燃烧供热或通过热泵制冷。

【技术特征摘要】
1.一种水煤浆锅炉系统，其特征在于，包括通过管道连通的分离装置和锅炉装置，所述分离装置用于对劣质水煤浆中的可燃物颗粒和非可燃物颗粒进行分离并制得精煤浆，所述锅炉装置用于对所述精煤浆进行燃烧供热或通过热泵制冷。2.根据权利要求1所述的水煤浆锅炉系统，其特征在于，所述锅炉装置包括用于对精煤浆进行燃烧生成高温烟气和循环热水的锅炉本体、用于将高温烟气与循环冷水进行换热处理生成中温烟气的省煤器、以及用于对中温烟气与空气进行换热处理生成低温烟气的空气加热器，所述锅炉本体、省煤器以及空气加热器通过管道依次连通。3.根据权利要求2所述的水煤浆锅炉系统，其特征在于，所述空气加热器与所述锅炉本体通过管道直接连通，所述空气经过所述空气加热器换热处理后生成高温空气并通过管道进入到所述锅炉本体中与所述精煤浆燃烧。4.根据权利要求2所述的水煤浆锅炉系统，其特征在于，还包括一用于对低温烟气进行脱污处理的烟气污染物脱除装置，所述烟气污染物脱除装置与所述空气加热器通过管道连通。5.根据权利要求1所述的水煤浆锅炉系统，其特征在于，所述分离装置包括用于对劣质煤粉、磨浆水以及第一添加剂进行研磨得到劣质水煤浆的第一湿磨机、与所述第一湿磨机连通并用于对所述劣质水煤浆进行搅拌混合的第一搅拌罐，以及用于对所述劣质水煤浆中的可燃物颗粒和非可燃物颗粒进行分离处理的分离塔，所述分离塔内部从下至上依次设置有与外界空气连通并生成微气泡的第一分布器、与所述第一搅拌罐连通并用于通入劣质水煤浆的第二分布器以及用于喷水的第三分布器。6.根据权利要求5所述的水煤浆锅炉系统，其特征在于，所述分离塔顶端和底部分别设置有可燃物浆液出口和非可燃物浆液...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘科，翁力，李国涛，吴昌宁，江涌，贾昊霖，
申请(专利权)人：深圳瑞科天启科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44