[发明专利]石煤含钒灰渣精选流化床燃烧锅炉

说明书

本发明属于石煤含钒灰渣富集精选的一种流化床燃烧锅炉。

流化床燃烧技术具有低温燃烧、燃烧强化、传热强化、燃料适应性广、低污染等特点。为提高鼓泡床沸腾锅炉热效率从一般的单床沸腾锅炉发展到带有飞灰回收再燃的单炉膛沸腾锅炉和燃煤燃灰双床沸腾锅炉。对双床沸腾锅炉，通常8～10毫米以下的劣质煤粒或30毫米以下的无烟煤粒投入主床，受到来自鼓风机布风装置送入床中的空气的吹动，在沸腾状态下进行燃烧。燃烧时放出的热量，部分被床中的埋管吸收，使床温维持在一定水准，部分被烟气带走。燃烧后粒度大的灰渣从主床溢流口溢出或从冷渣口排出。而含碳量较高的粒度小的颗粒被烟气带离床层，先后流经悬浮段、对流管束，此时其中一部分较粗的颗粒分离出来送到付床沸腾燃烧，燃烧后的大部分灰渣从付床溢流口排走。从而提高了锅炉燃烧效率和热效率。

石煤是贮藏在古老地层中的一种煤炭资源。其特点：高灰、高硫、低碳、低热值，并伴有多种有经济价值的金属元素和非金属元素。其中含钒石煤分布较广，但含钒量高低悬殊。高的达0.5～1.5%，超过了国家规定的工业可采品位的钒资源，但钒的含量分布极其不均匀。钒是一种稀有金属，具有许多可贵的物理化学特性和机械特性，愈益广泛地应用于近代工农业中，其价值比石煤作燃料的价值还高。因此如何在使用含钒石煤做燃料的同时合理地提取其中的钒是石煤综合利用的一个重要方面。

本发明的目的就是在高效利用含钒石煤燃烧过程中放出的热量供汽发电的同时，使含钒品位得以提高，并且将其含量不同的石煤颗粒预以分离富集精选，以供提钒的焙烧、酸浸等工艺过程，有效地提取五氧化二钒。即既提高锅炉热效率又得到含钒品位高的宜于进一步提取五氧化二钒的原料-含钒灰渣。

本发明也适用于有一定热值的达到可利用品位的其它含钒矿物或混合物。

本发明要点是在主床溢流口后设有溢流渣气力输送式冷却分离器。它具有负压输渣管、分离室、热风管。输渣管一端通大气并与主床溢流口相连，另一端接分离室，热风管从分离室引出并与鼓风机进口相连。负压输渣管中的风速为所输送颗粒的悬浮速度的0.8～1.1倍，倾斜度＜20°。分离室下部有2～3个渣斗。锅炉的主付床面积比为2～1.2。主床温度为850～920℃，付床温度为840～900℃。U型段上行下行流通截面之比为1～1.2，下行烟气流速为8～15米/秒。

下面结合附图作详细说明。

图1是石煤含钒灰渣精选流化床燃烧锅炉示意图。

图2是分离室剖视图。

颗粒度为8毫米或10毫米以下的含钒石煤从给煤口5进入沸腾床4（也称主床）受到来自鼓风机25流经溢流渣气力输送式冷却分离器22，23，24通过风室2、布风板3进入床中的热空气的吹动，在温度一定的床层中呈沸腾燃烧。燃烧放出的热量一部分被埋管6所吸收，以维持一定床温。投入床内的石煤颗粒，较粗部分在沸腾层内燃烧，降低了含碳量，提高了含钒品位，少量的从冷渣管1排出（称主床冷渣），大部分从溢流口7溢出（称主床溢流渣）落到气力输送式冷却分离器的负压输渣管22被冷空气带送到渣分离室24，灼热的溢流渣在气力输送过程中受到快速冷却，使其钒的赋存结构不致继续改变。进入分离室的灰渣基本上按颗粒大小得到分离，从排渣斗27排出的灰渣，颗粒粗，含钒品位低，一般不用来提钒，从排渣斗26、28、29排出的灰渣粒度细一些，含钒品位比渣斗27中的粗颗粒有所提高，可用作提钒。投入床中的含钒品位高的细颗粒石煤被床中的灼热烟气流带出沸腾层，流经悬浮段8、U型段9、10继续燃烧，细灰流经U型段时得到分离，其中较大的颗粒分离出来通过落灰孔13进入付床14，受到来自鼓风机经布风装置16送入床中的空气的作用，在一定床温下沸腾燃烧，含碳量降低，含钒量提高，经冷渣管17排出或经溢流口15溢出。这二部分灰是提钒的最好原料。更细的颗粒继续被烟气携带往前流动，在流经对流管束12和上升烟道20时又有部分颗粒分离出来，经灰斗18通过气力输送装置19送入付床14燃烧。之后的烟气又通过省煤器21、旋风除尘器30、水膜除尘器31经引风机32、烟囱33排向大气。烟气在通过旋风除尘器和水膜除尘器时分离所得到的细灰都是提钒原料。

本发明的优点：①锅炉的燃烧效率和热效率高。②不同含钒量的石煤颗粒予以筛选、富集获得了品位高的提钒原料，从而能显著提高提钒产量和其经济效益。③烟尘、NOx排放量低。