[发明专利]一种低热值超细煤灰的综合利用系统及方法

说明书

本发明公开了一种低热值超细煤灰的综合利用系统及方法。本发明创造性的克服了超细煤灰不易进行二次燃烧之问题，通过采用引燃材料的空气沸腾燃烧为点火源点燃并燃烧超细煤灰，并通过对燃烧室及各燃烧参数的控制，使得超细煤灰得以充分燃烧，实现了超细煤灰的二次利用；同时，超细煤灰残渣又可作为高标号水泥的优质原料，避免超细煤灰残渣乱堆乱放，污染空气和水源，对环境产生危害。本发明工艺简单，合理可行，原料廉价易得，对设备要求不高，无需大型昂贵之设备，易于进行大规模的工业生产，极具商业推广之价值。

技术领域

本发明属于燃料技术领域，具体涉及一种低热值超细煤灰的综合利用系统及方法。

背景技术

煤干馏和煤的热解是煤化工的重要过程之一，是指煤在隔绝空气条件下加热，随着温度的升高，煤中有机物逐渐分解，生成焦炭(或半焦)、煤焦油、粗苯、煤气等产物的过程；按加热终温的不同，可分为三种：900～1100℃为高温干馏，即焦化；700～900℃为中温干馏；500～600℃为低温干馏。其中，煤气的生产往往采取高温干馏方式，煤炭在高温缺氧状态下，转化为煤气。

在此过程中，煤炭经高温缺氧燃烧产生大量的低热值超细煤灰，该低热值超细煤灰属于煤化工(煤的气化)生产过程中的副产品，其热值低、粒度细(普遍小于等于50μm)、比重轻。而大量的超细煤灰如果不加处理，就会产生扬尘，污染大气；若排入水系则会造成河流淤塞，而其中含有的有毒化学物则可能对人体和生物造成危害。因此，超细煤灰的的处理和利用问题引起人们的广泛关注。然而，迄今为止尚未有行之有效的方法能够充分利用超细煤灰。

发明内容

针对上述现有技术的不足，发明人经过长期的技术与实践探索，提供一种低热值超细煤灰的综合利用系统及方法，该方法能够以超细煤灰为原料进行二次燃烧，充分释放超细煤灰潜在热量，同时，燃烧后的超细煤灰还可作为水泥优质原料，制备生产高标号水泥，从而真正实现超细煤灰的综合利用。

具体的，本发明涉及以下技术方案：

本发明的一个方面，公开了一种低热值超细煤灰的综合利用系统，包括依次连接的燃烧室，余热锅炉与除尘器；其中，所述燃烧室对低热值超细煤灰进行充分燃烧，燃烧产生的高温烟气与超细煤灰残渣进入余热锅炉进行热量回收；所述除尘器对经热量回收后的超细煤灰残渣进行收集处理；

优选的，所述燃烧室包括燃烧室下部与燃烧室上部，所述燃烧室下部与燃烧室上部的纵向长度比为1:1.5-5(优选为1:2.5)；

所述燃烧室下部与燃烧室上部的横向长度比为1:1.5-3(优选为1:2)。

一种低热值超细煤灰的综合利用方法，包括：

(1)向燃烧室下部加入引火材料进行点火燃烧，形成高温火焰区，控制温度为700～980℃时，输入低热值超细煤灰；

(2)燃烧室下部引火材料燃烧产生的火焰和高温烟气引燃低热值超细煤灰，并带动燃烧的低热值细灰进入所述燃烧室上部；所述燃烧室上部容积扩大，即形成高温烟气绝热扩张区；

(3)所述低热值超细煤灰在燃烧室上部持续充分燃烧并螺旋上升，同时释放自身的热量，以保证高温区的热负荷持续稳定；控制低热值超细煤灰在燃烧室上部停留时间为5～6s。

优选的，所述超细煤灰粒度小于等于2mm，进一步优选的，所述超细煤灰粒度小于等于50μm，其含碳低位发热值为1500-2200kcal/kg(干基)，其含水量小于等于1％；

优选的，所述引火材料包括但不限于煤、天然气、焦炉气、生物质材料；进一步优选的，所述引火材料为煤；煤炭燃烧性质稳定，方便添加，有利于温度控制；

优选的，所述煤与超细煤灰质量比为1:0.5-5；进一步优选的，煤与超细煤灰的质量比为1:2；发明人发现，在此质量比条件下，超细煤灰能够维持稳定燃烧，超细煤灰燃烧后的残碳含量低；