一种气化飞灰利用系统及方法技术方案

本发明专利技术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

【技术实现步骤摘要】
一种气化飞灰利用系统及方法


[0001]本专利技术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。

技术介绍

[0002]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。

技术实现思路

[0003]本专利技术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。本专利技术在充分利用了煤炭资源的同时，降低了锅炉NO
x
的生成。
[0004]本专利技术采用如下技术方案来实现的：
[0005]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，
[0006]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；
[0007]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；
[0008]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。
[0009]本专利技术进一步的改进在于，煤粉和飞灰混合制成的型煤呈多孔球形，孔为径向分布的锥形孔。
[0010]本专利技术进一步的改进在于，来自除尘器后的部分热烟气被送入型煤成型装置，用于干燥型煤，节省外部热源提供的热量。
[0011]本专利技术进一步的改进在于，层燃炉包含两个风室，一个为一次风室，室内布置通过送风机送入的空气，一个为循环烟气室，室内布置来自除尘器后的烟气；空气供给炉排前段的型煤燃料，促进型煤的脱挥发分和燃烧，烟气供给炉排后段的焦炭，降低了燃烧气氛的氧浓度，降低NO
x
的生成。
[0012]本专利技术进一步的改进在于，二次风喷嘴设置在炉膛喉口处，来自除尘器后的部分烟气通过二次风喷嘴喷入炉膛，强化换热。
[0013]本专利技术进一步的改进在于，烟气经气固分离器后，固体部分通过飞灰输送管道进入煤粉
‑
飞灰混合仓，进而在型煤成型装置中进行二次成型，重新参加燃烧，进一步降低飞灰含碳率，提高燃料的燃烧效率。
[0014]本专利技术进一步的改进在于，空气经燃尽风管道进入燃尽风喷嘴，进而喷入炉膛。
[0015]一种气化飞灰利用方法，该方法基于所述的一种气化飞灰利用系统，包括如下步骤：
[0016]1)煤仓中的煤进入磨煤机进行磨制成粉，煤粉、飞灰和液体粘结剂在煤粉
‑
飞灰混合仓中进行充分混合，并在搅拌器的作用下搅拌均匀，进而在型煤成型装置中干燥成型，干燥热源为型煤燃烧后的热烟气，热烟气取自除尘器后、脱硫装置前的烟气管道；
[0017]2)飞灰与煤粉制得的型煤从型煤成型装置的出口进入型煤斗中，从型煤斗落到炉排，空气通过送风机进入一次风室，一次风通过炉排和型煤进入炉膛，型煤在链条移动的过程中接触空气进行脱挥发分和燃烧，来自除尘器后、脱硫装置前的烟气进入循环烟气室，烟气通过炉排进入炉膛，降低了局部氧浓度，未燃尽的型煤在缺氧性气氛下燃烧，显著降低了NO
x
的生成；
[0018]3)部分来自除尘器后、脱硫装置前的烟气经二次风喷嘴在炉膛喉口处喷入炉膛，增加了燃烧气氛的混合，强化了燃烧，二次风量约为总风量的5％；
[0019]4)空气经燃尽风管道进入燃尽风喷嘴，进而喷入炉膛，结合炉膛空气分级和燃烧后期局部补氧，挺高了型煤的燃尽率，进一步降低NO
x
的生成；
[0020]5)完全燃烧后的烟气依次经过锅筒、省煤器，进入气固分离器，固体通过飞灰输送管道进入煤粉
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飞灰混合仓，进而在型煤成型装置中进行二次成型，重新参加燃烧，进一步降低飞灰含碳率，提高燃料的燃烧效率；气固分离器中分离出来的气体进入除尘器，经除尘后的烟气有四种使用路径：部分通过第一循环风机进入循环风室，从而进入炉膛，为降低燃烧气氛的局部氧浓度，从而降低NOx的生成，部分进入型煤成型装置进行干燥型煤，节约了
外部热源的热量，部分通过第二循环风机进入二次风喷嘴喷入炉膛，造成扰动，强化了炉内燃烧，剩余部分进入脱硫装置，脱硫处理后经烟囱排入大气；
[0021]高温烟气将锅筒中的工质水加热至蒸汽或热水，通过蒸汽出口用作进行供热，或者通过热水出口进行供热或作为生活用水。
[0022]本专利技术至少具有如下有益的技术效果：
[0023]本专利技术所述的一种气化飞灰利用系统和方法，将低挥发分含量的细粒型气化飞灰与煤本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种气化飞灰利用系统，其特征在于，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(1)、磨煤机(2)、气化飞灰仓(3)、液体粘结剂桶(4)、煤粉
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飞灰混合仓(5)、搅拌器(6)和型煤成型装置(7)；型煤在层燃炉中的燃烧系统包括型煤斗(8)、一次风室(9)、送风机(22)、循环烟气室(10)、第一循环风机(23)、炉排(11)、二次风喷嘴(13)、第二循环风机(24)、燃尽风喷嘴(14)、燃尽风管道(15)、省煤器(17)、气固分离器(18)、除尘器(19)、脱硫装置(20)、烟囱(21)、蒸汽出口(26)和热水出口(27)；搅拌器(6)设置在煤粉
‑
飞灰混合仓(5)内，煤仓(1)通过输送管道与磨煤机(2)的上入口相连，磨煤机(2)的出口与煤粉
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飞灰混合仓(5)的入口相连，同时，气化飞灰仓(3)、液体粘结剂桶(4)的出口分别与煤粉
‑
飞灰混合仓(5)的入口相连，煤粉
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飞灰混合仓(5)的出口与型煤成型装置(7)的入口相连，型煤成型装置(7)的出口与型煤斗(8)的入口相连，型煤斗(8)的出口与层燃炉的炉排(11)相连；送风机(22)的入口与空气相连，出口与一次风室(9)的入口相连，第一循环风机(23)的入口与烟气管道相连，出口与循环烟气室(10)的入口相连，第二循环风机(24)的入口与烟气管道相连，出口与二次风喷嘴(13)相连，燃尽风管道(15)的入口与空气相连，出口与燃尽风喷嘴(14)相连；蒸汽出口(26)、热水出口(27)均与锅筒相连；省煤器(17)设置在尾部烟道，尾部烟道的出口与气固分离器(18)的入口相连，气固分离器(18)的气体出口与除尘器(19)的入口相连，气固分离器(18)的固体出口与型煤斗(8)的入口相连，除尘器(19)的出口与脱硫装置(20)的入口相连，除尘器(19)的出口与烟囱(21)、第一循环风机(23)和第二循环风机(24)的入口相连。2.根据权利要求1所述的一种气化飞灰利用系统，其特征在于，煤粉和飞灰混合制成的型煤(12)呈多孔球形，孔为径向分布的锥形孔。3.根据权利要求1所述的一种气化飞灰利用系统，其特征在于，来自除尘器(19)后的部分热烟气被送入型煤成型装置(7)，用于干燥型煤，节省外部热源提供的热量。4.根据权利要求1所述的一种气化飞灰利用系统，其特征在于，层燃炉包含两个风室，一个为一次风室(9)，室内布置通过送风机(22)送入的空气，一个为循环烟气室(10)，室内布置来自除尘器(19)后的烟气；空气供给炉排前段的型煤燃料，促进型煤的脱挥发分和燃烧，烟气供给炉排后段的焦炭，降低了燃烧气氛的氧浓度，降低NO
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的生成。5.根据权利要求1所述的一种气化飞灰利用...

【专利技术属性】
技术研发人员：张锦萍，王长安，杜勇博，王鹏乾，王超伟，车得福，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：