[发明专利]一种燃煤锅炉掺烧低品质煤等离子气化燃气的系统及方法

说明书

本发明公开了一种燃煤锅炉掺烧低品质煤等离子气化燃气的系统，气动上料装置入口为低品质煤输入口，出口与等离子气化反应炉上部连，等离子气化反应炉上部与气源、布袋除尘器气体入口连，布袋除尘器气体出口与储气柜入口连，布袋除尘器积灰出口接至气动上料装置入口，等离子气化反应炉下部出口为熔渣排出口，储气柜出口、二次风源接至二次风箱；中部筒体上均布多个水蒸气入口和多个等离子点火炬。本发明还公开了一种燃煤锅炉掺烧低品质煤等离子气化燃气的方法。本发明的有益效果：充分利用低品质煤及气化燃气燃烧性能，提高锅炉热效率与负荷调整能力，气化后的可燃气体更为洁净，降低燃煤锅炉下游环保设施运行能耗。

技术领域

本发明涉及煤炭发电技术领域，具体而言，涉及一种燃煤锅炉掺烧低品质煤等离子气化燃气的系统及方法。

背景技术

电力供应是国家安全与人民生活生产的重要保障，根据我国富煤贫油少气的一次能源结构，使得煤炭在能源消费中占据主要位置，也决定了我国电力工业在今后相当长的时间里将以火力发电为基础。目前大型燃煤锅炉大多使用烟煤、无烟煤等高品质动力煤，而如褐煤等低品质煤炭资源或煤矸石、煤泥等煤炭生产加工中产生的废弃物虽然储量可观，占到我国总煤炭资源储量的45.68％，但由于其矿物、水分、硫分等杂质含量高，导致发热量低，直接作为燃煤锅炉原料利用难度较大。目前低品质煤炭资源的利用主要有以下几种方式：

1、褐煤是煤化程度最低的矿产煤，具有高挥发分、高灰分、灰熔点低等特点，在空气中容易风化，不易储存和运输，燃烧时对空气污染严重。

目前的主要利用方式可单独作为燃煤锅炉燃料，或作为辅助燃料与烟煤进行掺烧，从而节约动力煤资源，降低发电成本，但是由于褐煤高水分、低热值的特性，直接入炉燃烧或掺烧的方式会导致煤粉的干燥和制粉设备堵塞、磨损等问题，入炉后影响锅炉燃烧稳定性，同时导致受热面结焦、设备磨损等情况，影响锅炉的安全运行；

或者利用蒸汽、烟气等热源进行脱水提质，降低褐煤中水分后再利用，但是这种工艺由于没有改变褐煤的化学结构，脱水后的褐煤在运输和使用的过程中极易复吸水分，不易外运和储存，应用范围较窄。

另外，也可以采用热解提质的方法，即在隔绝空气的条件下加热使褐煤干馏产生焦油、煤气和半焦等产品，产物可作为生活燃料、冶炼还原剂、活性炭原料等，这种褐煤热解提质工艺系统相对复杂，能耗较大，挥发分损失比较大。

2、煤矸石是采煤和洗煤过程中产生的废弃物，目前已经成为我国产生量和排放量最大的工业固体废弃物之一。目前大部分煤矸石并没有进行利用，直接填埋或丢弃，造成了我国土地资源的极大浪费，破坏生态环境，一般作为采煤塌陷区、采空区的填充，少部分作为循环流化床锅炉燃料加以利用，用于发电、制砖、水泥、农业应用等，热效率低，适用炉型较少，总体利用水平很低。

3、煤泥是煤炭洗选过程中的副产物，大部分煤泥采用就地排放和堆放的放置，由于其粒度细、持水性强、灰分高等特点，产生的环保问题比煤矸石更为严重，少部分经过干化后用于锅炉燃烧、制作型煤、型焦等用途，但是干化后作为辅助燃料掺烧的方式增加建设及运行成本，经济性较差。

总体来看，我国低品质煤利用方式较为粗放，以直接燃烧、掺烧或丢弃为主。另一方面，由于煤炭资源紧张与价格高涨，电厂燃烧或掺烧低品质煤后，燃烧稳定性变差，同时国家电力结构调整要求电站燃煤锅炉低负荷稳定运行及快速调整负荷，又增大了燃用劣质煤后锅炉稳定运行、快速响应的难度。

发明内容

为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种燃煤锅炉掺烧低品质煤等离子气化燃气的系统及方法，一方面，可充分利用低品质煤资源，同时利用气化燃气燃烧性能优于煤粉的特点，提高燃煤锅炉热效率与负荷调整能力，另一方面，燃用气化后生成的可燃气体更为洁净，降低燃煤锅炉下游环保设施运行能耗。

本发明提供了一种燃煤锅炉掺烧低品质煤等离子气化燃气的系统，包括：气动上料装置、等离子气化反应炉、布袋除尘器、储气柜、空气或氧气气源、来自空预器热的二次风源，以及配套的连接管路；