[发明专利]高钠煤水热处理脱钠提质方法

说明书

技术领域

本发明涉及固体燃烧处理领域，尤其涉及了一种高钠煤水热处理脱钠提质方法。

背景技术

高钠煤是指煤中碱金属化合物成分较高的一类特殊煤炭，各类碱金属化合物中，一般以钠基化合物居多，故称之为高钠煤，在中国、澳大利亚、美国、德国等地都有一定的储量。

中国新疆准噶尔盆地东部的准东煤田西起昌吉州阜康市东界，东到木垒县老君庙，北到昌吉州北部边界卡拉麦里山南麓，南接古尔班通古特沙漠北缘，东西长约220km南北宽约60km，煤田面积约13000km2，预测煤炭资源储量3900亿吨，占全疆储量(2.19万亿吨)的17.8％占全国煤炭储量(5.56万亿吨)的7％。截至2009年6月已探明煤炭资源储量213亿吨，单层煤层最厚可达80m，可采煤层平均厚度43m，煤层丰厚的地方1km2煤炭储量达5000万t，是中国乃至世界上最大的整装煤田。准东地区的煤质具有以下特点：中高水分；中等发热量；易着火、易燃尽；强结焦；准东煤中含钠组分的含量(以灰分计)总体都在2％以上，远高于其他地区动力用煤(中国国内动力煤中氧化钠(Na2O)的含量都在1％以下)，有的矿区产煤甚至高达10％以上，属于典型的高钠煤。

煤在燃烧时结渣是因为灰中矿物质成分及其含量的不同而引起的。如果煤中碱性氧化物B(Fe2O3、CaO、MgO、Na2O、K2O)较多，煤灰的沾污性就强，在燃烧时就容易引起积灰结渣；如果酸性氧化物A(Al2O3、SiO2、TiO2)较多，煤灰的沾污性就弱，在燃烧时就不易结渣。高钠煤的碱性氧化物远远大于酸性氧化物，在燃烧过程中其煤灰沾污性极强，属于强积灰结渣型灰。

高钠煤用于电站发电厂燃煤时，在锅炉的受热面、省煤器、空气预热器沾污问题非常严重。乌鲁木齐地区火电厂燃用准东高钠煤的实践表明，对于在役机组锅炉，准东煤只有掺烧才能在现有烟煤锅炉上燃用，且比例不能过高，否则容易出现炉膛燃烧器区水冷壁结焦，导致锅炉炉膛出口烟温升高，水平烟道受热面高温沾污，积灰严重，过再热器管壁超温爆管，严重时甚至不得不停炉清焦，苇湖梁、红雁池一二厂、乌石化自备电厂、天业电厂、甘肃酒钢电厂等均出现了不同程度结渣和沾污。其中，酒钢电厂435t/h锅炉燃用准东高钠煤1-2个月后，大屏、对流受热面等区域还出现了严重的高温腐蚀，被迫停炉。

准东地区煤炭资源丰富，但在现有锅炉燃烧系统不能实现该煤种的单独燃烧，在现阶段掺烧比例不高于50％的情况下，发电厂每燃烧1吨自产准东煤，至少需外运1吨其它煤种，经济成本较高。作为一个能源输出地区，燃烧依然依靠外运，不符合当地发展的模式。如何降低新疆准东煤中的碱金属含量，防结渣、沾污和腐蚀，确保锅炉安全长期运行，是燃用准东煤的发电企业和其它企业亟待解决的问题。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种高钠煤水热处理脱钠提质方法，把新疆高钠煤转变为适合电厂燃烧的低钠煤。

本发明提供的高钠煤水热处理脱钠提质方法，包括以下步骤：

S1、将粒径≤0.2mm的高钠原煤和纯水装入净化容器，高钠原煤与纯水质量比为1:5～1:1，高钠原煤和纯水在净化容器内混合成为水煤浆；

S2、密封净化容器；

S3、加热净化容器，在加热过程中持续搅拌水煤浆，净化容器的温度升至220℃-300℃，压强升至2MPa-6MPa，持续5min-30min，实现高钠煤的脱钠。

通过将小粒径的高钠原煤与纯水的接触面积增多，混合更充分，提高分离率；洗涤溶液为纯水，减少污染，节约成本，加热过程中持续混合，提高分离率。

其中，步骤S1中，所述净化容器内先装入粒径≤0.2mm的高钠原煤，对净化容器进行抽真空处理后，再将纯水装入净化容器。净化容器抽真空后，纯水沸点降低，更容易气化，升压升温时间缩短，节约了脱钠处理时间，提高了脱钠效率，且提高了脱钠率。

其中，所述水煤浆体积为净化容器容积的1/2～2/3，净化容器预留一定空间，搅拌更充分，混合均匀度高，有利于提高脱钠效率。

其中，所述净化容器加热热源为电厂排放烟气或废热蒸汽，利用废热为净化容器加热，有利于节能环保。

其中，还包括以下步骤：将脱钠处理后的煤进行固液分离，对固液分离后的煤进行干燥处理，干燥热源为电厂排放烟气或废热蒸汽。

其中，固液分离后的废液通过水处理装置进行钠的富集与分离处理。

其中，富集与分离处理后得到的纯水循环进入步骤S1。

与现有技术相比，本发明的优点与效果在于：