一种燃煤降灰提质的烟气强化水洗预处理方法技术

本发明专利技术公开了一种燃煤降灰提质的烟气强化水洗预处理方法，涉及燃煤的清洁燃烧利用。该方法包括，燃煤锅炉燃烧产生的高温烟气经过烟气净化单元后流经干燥单元，作为热源加热输送皮带以烘干浸洗原煤；经过干燥单元的烟气流经原煤浸洗单元，通过喷淋系统浸洗原煤以降灰提质；处理后原煤通过过滤单元去除多余水分，通过干燥单元传送至煤库使用；浸洗滤液通过废液回收单元净化处理后循环使用。本发明专利技术利用电厂烟气对原煤进行强化水洗，一方面能够有效达到降灰提质效果，从源头上解决原煤燃烧过程造成的锅炉沾污结渣的问题；一方面开辟了一条电厂烟气资源化利用的新途径，提高了经济效益和环境效益。

A pretreatment method of flue gas enhanced water washing for coal ash reduction and quality improvement

【技术实现步骤摘要】
一种燃煤降灰提质的烟气强化水洗预处理方法
本专利技术属于燃煤的清洁燃烧利用领域，更具体地，涉及一种燃煤降灰提质的烟气强化水洗预处理方法。
技术介绍
煤炭作为我国储量最大的化石能源，长期以来为我国经济与社会发展提供了巨大的能源支持。根据《中国统计年鉴2019》公布的数据，从2001年至2018年，中国能源消费总量由155547万吨标准煤增加到464000万吨标准煤。煤炭消费占能源消费总量持续超过50%，其中2019年燃煤电站所发电量超过4.56万亿千瓦时，占我国2016年发电总量的63.9%，占全球煤电的50.2%。我国幅员辽阔，矿产资源丰富，13个亿吨级煤炭能源基地主要分布在中西部地区。以新疆地区为例，目前煤炭探明储量约2.2万亿吨，其中准东煤田是新疆四大煤炭基地中资源最为富集的区域，预测储量占全疆储量的17%-18%，是迄今为止世界上最大的整装煤田。但受成煤时期和成煤环境等多重因素的影响，其碱金属氧化物含量普遍高于其他煤种，在燃烧利用的过程中易造成锅炉壁面结渣沾污。目前抑制燃煤锅炉结渣沾污的技术主要包括原煤脱灰预处理、混煤掺烧、受热面改造等方式，其中原煤脱灰预处理相对简单且能从源头上改变燃料结渣沾污特性。传统原煤脱灰预处理依托洗煤设备对原煤进行浸洗，一方面可以实现煤质分级优化，一方面能实现一定的脱灰效果。但经过实验验证，该方法对于部分灰中水不溶态碱金属、碱土金属元素脱除效果一般，需要对系统改造升级，针对这一问题优化解决方案。
技术实现思路
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本专利技术提供了一种燃煤降灰提质的烟气强化水洗预处理方法，其目的在于通过二氧化碳和洗脱液的共同作用，在温和条件下，即能有效增加碱金属化合物的浸出，特别是对于部分灰中水不溶态碱金属、碱土金属元素的脱除，从而有效脱碱，并利用锅炉高温烟气自身的热量对浸洗后的原煤进行干燥，由此解决现有技术浸洗脱碱烘干成本高、脱碱效果不佳的技术问题。为了实现上述目的，本专利技术提供一种燃煤降灰提质的烟气强化水洗预处理方法，包括以下步骤：（1）经过在干燥单元换热后的烟气送入原煤浸洗单元，烟气中的二氧化碳通过喷淋系统溶解到洗脱液中，使洗脱液呈酸性，原煤从原煤浸洗单元一侧进入，通过洗脱液浸洗及喷淋实现原煤降灰提质，经过洗脱后的原煤从原煤浸洗单元另一侧排出即为洗脱煤，洗脱过程为动态连续过程，所述洗脱液为水溶性有机溶剂的水溶液，其中水溶性有机溶剂的体积分数为8%至15%；（2）将步骤（1）中通过原煤浸洗单元浸洗完成排出的洗脱煤送至过滤单元实现煤液分离，废液进入废液回收单元，经过原煤浸洗单元的烟气进入除尘器，经除尘后排入大气；（3）高温烟气经过烟气净化单元后进入干燥单元，高温烟气加热输煤皮带以烘干浸洗后的洗脱煤，并通过输煤皮带送至煤库，废液回收单元对浸洗后的废液进行处理，并将处理后的废液循环至原煤浸洗单元。优选地，所述原煤降灰提质的烟气强化水洗预处理方法，其步骤（1）中洗脱压力为常压。优选地，所述原煤降灰提质的烟气强化水洗预处理方法，其步骤（2）所述的过滤单元为两级过滤。优选地，所述原煤降灰提质的烟气强化水洗预处理方法，其步骤（2）所述过滤单元在实现煤液分离的同时通过煤液分离振动筛可筛分不同粒径洗脱煤。优选地，所述原煤降灰提质的烟气强化水洗预处理方法，其步骤（3）所述的烟气净化单元包括布袋除尘装置、湿法脱硫装置、湿法静电除尘装置、脱硝装置，依托燃煤电厂净化装置对烟气进行脱硝脱硫及除尘处理。优选地，所述的原煤降灰提质的烟气强化水洗预处理方法，其步骤（3）所述的废液回收单元将处理后的废水送入浸洗单元作为喷淋系统补充液。总体而言，本专利技术主要具备以下技术优点。1.本专利技术提供的一种燃煤降灰提质的烟气强化水洗预处理方法，采用烟气强化水洗法，具体的，以燃煤电厂烟气为碳源，溶于水构成酸性环境，通过喷淋方式洗煤，在优化传统水洗降灰效果的同时，有效脱除原煤中碱金属、碱土金属元素，达到抑制燃烧过程中锅炉的结渣玷污现象；该方法工艺简单、条件温和，整个过程在常压下进行，洗选过程浸洗液呈弱酸性，结束后很快恢复中性，最大限度上降低其对设备的腐蚀问题，并不会产生酸性污水环境较为友好。2.本专利技术提供的一种燃煤降灰提质的烟气强化水洗预处理方法，为燃煤电厂烟气资源化利用提供了一条新的途径，具体的，一方面高温烟气作为热源对洗后原煤进行烘干，节省了烘干成本，提高了能量利用效率；另一方面烟气排出携带大量水蒸气，换热冷凝后可补充参与水循环，降低水耗，进一步节能减排。3.本专利技术提供的一种燃煤降灰提质的烟气强化水洗预处理方法，该方法中原煤洗脱过程为动态连续过程，减少装料、排料时间，生产过程连续，更适宜工业生产。附图说明附图是用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本专利技术，但并不构成对本专利技术的限制。图1为本专利技术一种燃煤降灰提质的烟气强化水洗预处理方法示意图。具体实施方式以下结合附图对本专利技术的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限制本专利技术。本专利技术提供一种燃煤降灰提质的烟气强化水洗预处理方法，包括以下步骤：（1）经过在干燥单元换热后的烟气送入原煤浸洗单元，烟气中的二氧化碳通过喷淋系统溶解到洗脱液中，使洗脱液呈酸性，原煤从原煤浸洗单元一侧进入，通过洗脱液浸洗及喷淋实现原煤降灰提质，经过洗脱后的原煤从原煤浸洗单元另一侧排出即为洗脱煤，洗脱过程为动态连续过程，所述洗脱液为水溶性有机溶剂的水溶液，其中水溶性有机溶剂的体积分数为8%至15%；该过程在常压下进行。（2）将步骤（1）中通过原煤浸洗单元浸洗完成排出的洗脱煤送至过滤单元通过振动分离筛和板式压滤机两级过滤实现煤液分离，并通过煤液分离振动筛筛分不同粒径洗脱煤，废液进入废液回收单元，经过原煤浸洗单元的烟气进入除尘器，经除尘后排入大气；烟气净化单元包括布袋除尘装置、湿法脱硫装置、湿法静电除尘装置、脱硝装置，依托燃煤电厂净化装置对烟气进行脱硝脱硫及除尘处理。（3）高温烟气经过烟气净化单元后进入干燥单元，高温烟气加热输煤皮带以烘干浸洗后的洗脱煤，并通过输煤皮带送至煤库，废液回收单元对浸洗后的废液进行处理，并将处理后的废液循环至原煤浸洗单元。本专利技术利用燃煤电厂排放烟气的自身热量对洗脱媒进行烘干，无需在洗煤过程中单独设置烘干装置，本专利技术充分利用了烟气中的热量，实现节能减排。另外，将换热后的烟气通入原煤浸洗单元，充分利用烟气中大量二氧化碳为洗脱液营造弱酸性洗脱环境，强化洗脱效果，实现变废为宝。水溶性有机溶剂作用类似，以下仅以甲醇为例。实施例（1）将待洗脱的原煤通过提煤机送入原煤浸洗单元中洗脱反应器一侧，经过在干燥单元换热后的烟气送入洗脱反应器同侧，烟气中的二氧化碳通过喷淋系统溶解到洗脱液中，使洗脱液呈酸性，通过洗脱液浸洗及喷淋实现原煤降灰提质，经过洗脱后的原煤从原煤浸洗单元另一侧排出本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种燃煤降灰提质的烟气强化水洗预处理方法，其特征在于，包括以下步骤：/n（1）经过在干燥单元换热后的烟气送入原煤浸洗单元，烟气中的二氧化碳通过喷淋系统溶解到洗脱液中，使洗脱液呈酸性，原煤从原煤浸洗单元一侧进入，通过洗脱液浸洗及喷淋实现原煤降灰提质，经过洗脱后的原煤从原煤浸洗单元另一侧排出即为洗脱煤，洗脱过程为动态连续过程，所述洗脱液为水溶性有机溶剂的水溶液，其中水溶性有机溶剂的体积分数为8%至15%；/n（2）将步骤（1）中通过原煤浸洗单元浸洗完成排出的洗脱煤送至过滤单元实现煤液分离，废液进入废液回收单元，经过原煤浸洗单元的烟气进入除尘器，经除尘后排入大气；/n（3）高温烟气经过烟气净化单元后进入干燥单元，高温烟气加热输煤皮带以烘干浸洗后的洗脱煤，并通过输煤皮带送至煤库，废液回收单元对浸洗后的废液进行处理，并将处理后的废液循环至原煤浸洗单元。/n

【技术特征摘要】
1.一种燃煤降灰提质的烟气强化水洗预处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）经过在干燥单元换热后的烟气送入原煤浸洗单元，烟气中的二氧化碳通过喷淋系统溶解到洗脱液中，使洗脱液呈酸性，原煤从原煤浸洗单元一侧进入，通过洗脱液浸洗及喷淋实现原煤降灰提质，经过洗脱后的原煤从原煤浸洗单元另一侧排出即为洗脱煤，洗脱过程为动态连续过程，所述洗脱液为水溶性有机溶剂的水溶液，其中水溶性有机溶剂的体积分数为8%至15%；
（2）将步骤（1）中通过原煤浸洗单元浸洗完成排出的洗脱煤送至过滤单元实现煤液分离，废液进入废液回收单元，经过原煤浸洗单元的烟气进入除尘器，经除尘后排入大气；
（3）高温烟气经过烟气净化单元后进入干燥单元，高温烟气加热输煤皮带以烘干浸洗后的洗脱煤，并通过输煤皮带送至煤库，废液回收单元对浸洗后的废液进行处理，并将处理后的废液循环至原煤浸洗单元。


2.根据权利要求1所述的一...

【专利技术属性】
技术研发人员：李显，孙铭跃，武爱玲，马金荣，魏博，马剑飞，陈丽娟，
申请(专利权)人：华中科技大学，新疆大学，新疆新业能源化工有限责任公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42