[发明专利]一种高钠煤加热脱除炉

说明书

技术领域

本发明涉及一种炉窑，尤其是涉及高钠煤加热脱除炉，属于F27D炉窑领域。

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。我国高钠煤预测储量高大3900亿吨，主要集中在新疆准东煤田。准东煤属于低灰分、高热值、低变质程度的优质煤炭，作为发电或化工的原料具有低污染、低排放的特点，可有效节约燃烧转化后废物的处理费用，为燃煤电站和煤化工奠定了良好的物质基础。

然而，准东高钠煤用于电站燃煤时，对锅炉的受热面以及烟气管道中的省煤器、空预器会造成严重的沾污以及碱性腐蚀，并且造成排渣困难。因此，燃烧准东煤的电站锅炉在设计时不得不面对高钠煤强结焦与强沾污性这一难以克服的难题，电站锅炉全部燃烧准东煤时造成的锅炉内结焦严重影响锅炉的长期运行，这些问题均与煤灰中碱金属含量高密切相关。

当前，对于高钠煤在锅炉中的燃烧一种方法是通过掺烧其他煤种实现，我国发电企业在准东地区建设的电厂，只能利用长途运输后的其他煤种与大约20～30％的准东煤掺混燃烧，处理量非常有限。长途运输外地优质煤炭又增加了企业的发电成本。另外一种方法是通过往高钠煤中掺混一定数量的硅或三氧化二铝，调节煤的灰熔点，虽然能一定程度的改善锅炉的沾污和结渣问题，但这也增加了锅炉受热面的磨损，减少锅炉使用寿命。掺混进不能燃烧的固体不仅降低了燃煤的发热值，而且增加了电厂的运行成本。

综上，准东高钠煤面临虽储量丰富，但难以大规模应用的尴尬。相比掺混燃烧高钠煤，如果能在煤粉进入锅炉前实现钠的脱除，无疑会对锅炉结渣、碱性腐蚀等起到釜底抽薪的作用，这是当前发电企业燃用准东煤时所需亟待解决的问题。不可否认，目前已有利用加热脱除碱金属的研究，但问题存在于：1)以弱酸等作为溶解液能加强非水溶性钠的脱除率，但同时增加了溶液处理装置的投资以及造成二次污染；2)加热的热量来源于燃煤电站中的高温高压蒸汽或高温烟气，一则涉及到系统的大幅改造和深度集成，二则是对高温高压蒸汽高品位能的浪费，不符合节能的要求。

发明内容

针对如上问题，本发明提供了一种运行安全、工艺简单的利用天然气作为外部能源的高钠煤脱除净化装置，用于实现高钠煤燃烧前钠脱除，大幅降低煤中碱金属的含量，从燃煤电站源头解决锅炉面临的结焦和受热面沾污、腐蚀等问题。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：一种高钠煤加热脱除炉，包括中心层、中间层和外层，所述中心层是燃烧加热室，所述中间层是水煤浆室，所述外层是水冷壁，水煤浆室设置在中心燃烧加热室的外周，所述水冷壁设置在水煤浆室的外周，所述燃烧室下部设置燃烧器，所述燃烧器连接外部燃料输送管道，所述燃烧室上部设置烟气排出口，水煤浆室上游连接制浆装置，所述水煤浆室设置有补水口及蒸气排空口，底部设置有水煤浆排出口；水冷壁层敷设在中间层水煤浆室外壁。

作为优选，水煤浆室内布置有搅拌器。

作为优选，所述搅拌器从水煤浆室的外壁向水煤浆室内延伸。

作为优选，搅拌器设置为多个，沿着高度方向，搅拌器的搅拌功率越来越小。

作为优选，沿着高度方向，搅拌器的搅拌功率越来越小的幅度不断的增加。

作为优选，水冷壁入口管路设置有调节阀，可根据水煤浆室温度调节水流量。

作为优选，还包括控制器以及温度、压力传感器，所述控制器通过采集水煤浆室温度和压力数据，与调节阀进行指令传递，如果测量的水煤浆室温度上升到的一定温度，则控制器自动增加调节阀的开度，增加和保持进入水冷壁水的流量，如果测量的水煤浆室温度下降到的一定温度，则控制器自动降低调节阀的开度，减少和保持进入水冷壁水的流量。

作为优选，在控制器中设置一个控制函数，控制器根据控制函数自动调整阀门的开度，所述控制函数K＝F(T),其中K是阀门开度，T是水煤浆室温度，其中F(T)’>0,F”(T)>0,其中F(T)’、F”(T)是F(T)的一次导数和二次导数。

作为优选，控制函数如下：假设水煤浆室温度为T，调节阀开度K的时候，表示满足温度条件，上述的调节阀开度K、水煤浆室温度为T是基准数据，所述的基准数据存储在控制器中，

当水煤浆室温度为t的时候，调节阀开度k变化如下：

k＝K*(t/T)^a,其中a为参数，1.05<a<1.12；其中t,T是绝对温度值，优选的，a＝1.08；

0.91<t/T<1.12。

作为优选，水煤浆室的加热温度为300～350℃，高温下搅拌清洗5-30分钟。