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高含湿煤泥、煤矸石在循环流化床锅炉的深度清洁燃烧

高含湿煤泥、煤矸石在循环流化床锅炉的深度清洁燃烧

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参数
  采用当前公认的的清洁燃烧装备—循环流化床锅炉,综合利用煤矿生产的废渣—煤矸石和洗煤产生的废渣—煤泥替代燃煤发电,是煤业实施资源循环利用的主要环保项目之一,但由于其利用的基本燃料资源是含湿的煤矸石废渣(含水率常达3~6%,不同于烘干粉磨的煤粉锅炉用干物料)和高含水煤泥废渣(煤泥饱水性较好,本身难以干燥),大多技术经济指标仍存在如下不足:
1. 仍得配入高比例的燃煤(原煤)才能保证锅炉发电的正常运行,如夏季原煤与煤矸石的比例约1:1,冬季燃煤与煤矸石的比例约2:1等。
2. 不利于炉灰炉渣的资源化循环利用
  由于入炉煤矸石、煤泥的氧化燃烧不充分,其中的硅铝酸盐粘土矿物等活化分解温度亦不够、灰渣活性差,可燃物含量也高,大量的灰渣(约占入炉总料量的55%)极不便于建材生产的循环利用,大多只能找场地填埋。
3. 不完全燃烧热损失大
  大多在搭配高比例原煤情况下,其炉渣的可燃物含量大多仍波动在4~12%,炉灰(飞灰)的可燃物含量大多波动在15~35%,其机械不完全燃烧热损失大。而根据烟气中CO和碳氢化合物可燃物检测分析的不完整统计,在控制炉内烟气还原脱硝气氛下,烟气中化学不完全燃烧热损失(可燃物热值)约为炉灰(飞灰)中可燃物总量的0.93~1.47倍,其化学不完全燃烧热损失与机械不完全燃烧热损失几乎相当。既浪费了大量的可燃物能源,又造成了大气污染。
  为降低灰渣尤其是炉灰(约占总灰渣量的65%)中的高可燃物含量,目前推广应用的技术成果是“将收集的大量炉灰重新送入循环流化床锅炉内焙烧”,让炉灰中的可燃物含量降低至20%左右。炉灰重新送入循环流化床锅炉焙烧技术方法对于降低灰渣可燃物含量有一定的效果,但增加了炉床无效负荷,降低了煤矸石煤泥处理能力,同时增大了自耗电。
  为进一步解决好清洁燃烧装备循环流化床锅炉的上述不足,需创造性地实施“深度清洁燃烧技术”,开发应用煤料或含炭或碳氢废料清洁氧化燃烧的前沿先进技术—“催化氧化洁净燃烧技术”。在此领域拥有唯一知识产权的亚博全站网页登录成功开发应用的“煤用催化剂(清洁燃烧催化剂)及煤料多相动态催化氧化燃烧方法”(国际专利号:PCT/CN2010/075248,美国专利号:US13/808,402),“煤料多相动态催化(氧化)燃烧技术方法”(专利号:ZL200910212076.X),“煤用催化剂(清洁燃烧催化剂)”(产品标准号:Q/AEGJ 001-2013 )。该领域系列技术的开发应用在各类工业窑炉上进行了成功试验,在各类工业窑炉上可有效实现清洁燃烧节能减排或高效气化/燃烧,此前亦为二百多家大型干法水泥企业解决了劣质煤当优质煤烧、高硫煤当低硫煤用的正常生产技术问题。
  煤矸石、高含湿煤泥等混合燃料在循环流化床锅炉内的燃烧仍然是一个与氧起化学反应生成二氧化碳的过程,因此,煤矸石、高含湿煤泥等混合燃料的催化氧化洁净燃烧工艺方案包括两大部份:
  为最大限度地减少投资,项目的实施,对于煤矸石等固体燃料,可在固体燃料输送皮带上,按设计比例(0.05~0.5%)连续喷加催化剂原料,借用固体燃料的破碎、筛分和输送的混合过程建立起以煤粒为催化剂载体的催化氧化非均相物料体系;对于高含湿煤泥,则按设计比例(0.05~0.5%)将催化剂原料加入至现有的煤泥搅拌或混合装置,借煤泥的搅拌混合建立起以煤粒为催化剂载体的催化氧化物料体系。以煤粒为催化剂载体的催化氧化非均相物料体系送入炉内,在关注预防炉床结焦和预防脱硝氨水氧化的前提下,现场视实际情况合理调整工艺参数,实现循化流化床炉内催化氧化洁净燃烧,达到节能减排的目标。
 
技术优势
  1. 方法简单,技改投资少,且不影响现有工艺装备和正常生产。
  2. 节能效果好,合理应用可大幅提高煤矸石、煤泥等劣质燃料及含炭废料的氧化燃烧速度和燃尽率,大幅降低机械不完全燃烧热损失和化学不完全燃烧热损失。
  3. 利于减排和降低环保脱硫脱硝成本,利于灰渣的活性提高和灰渣资源化利用。
  4. 经济性好,1元钱的投入可产生1.5~3.5元的效益。
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