一種改善準東煤結(jié)渣、沾污的添加劑及應用方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于化工領(lǐng)域，尤其涉及一種添加劑，具體來說是涉及一種改善準東煤結(jié) 渣、沾污的添加劑及應用方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 新疆準東煤田是我國新發(fā)現(xiàn)的貯藏量上千億噸的巨大煤礦，預測儲量達到3900 億噸，是我國最大的整裝煤田。準東煤燃點低、燃盡率高、燃烷烴濟性高、污染排放低，是優(yōu) 良的動力用煤，特別符合中國節(jié)能減排的目標，所以目前中國國內(nèi)多家大型能源企業(yè)正在 新疆準東地區(qū)進行大規(guī)模的煤炭開發(fā)。
[0003]但是，準東煤由于成煤時間及地理條件的影響，其煤中堿金屬鈉的含量高，通常為 常見煤種的5倍以上。在準東煤的燃燒過程中堿金屬鈉大量揮發(fā)到煙氣中，易于氣相的硫 發(fā)生反應，導致鍋爐結(jié)渣、沾污嚴重。特別是在水冷壁附近形成致密的結(jié)渣層，經(jīng)常被迫停 爐整修，不但鍋爐效率下降，造成巨大的經(jīng)濟損失，而且形成極大的鍋爐運行安全隱患。
[0004]目前現(xiàn)有電廠大多采用摻燒，混燃，降低負荷等方法燃用準東煤，并且定期停爐打 焦、除渣，浪費了大量人力物力。此外燃用準東煤大多采用坑口電廠，水洗等方法，以除去原 煤中的鈉。但是這些方法，成本高、難實現(xiàn)，且不符合新疆地區(qū)普遍缺水的現(xiàn)實條件。因此 迫切需要找出經(jīng)濟、高效、安全利用準東煤的新方法，以滿足國家能源戰(zhàn)略的要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 針對現(xiàn)有技術(shù)中的上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種改善準東煤結(jié)渣、沾污的添 加劑及應用方法，所述的這種改善準東煤結(jié)渣、沾污的添加劑及應用方法解決了現(xiàn)有技術(shù) 中準東煤燃燒后容易導致鍋爐結(jié)渣、沾污嚴重的技術(shù)問題。
[0006] 本發(fā)明提供了一種改善準東煤結(jié)渣、沾污的添加劑，各組分的質(zhì)量百分含量如 下：
[0007] 高嶺土 1_Q-25%, 石灰石 5-15°/。， 礬土或者石英砂 4-15%, 蛭石 余量。
[0008] 進一步的，各組分的最大粒徑不超過150ym。
[0009] 本發(fā)明還提供了一種采用上述的添加劑抑制準東煤燃燒中堿金屬釋放的方法，將 添加劑加入到準東高鈉煤中，添加劑與準東煤的質(zhì)量比為0.02~0.1:1，混合后，送入中 速輥式磨煤機實現(xiàn)原煤和添加劑的破碎和充分混合，將煤粉和添加劑的混合物依次經(jīng)過離 心式分離器、排粉風機、煤粉燃燒器送入鍋爐的爐膛進行燃燒。
[0010] 進一步的，通過離心式分離器后的混合物的最大粒徑不超過150ym。
[0011] 蛭石和高嶺土同屬硅鋁酸鹽，與煤混合燃燒時會捕獲氣相中鈉，形成難以揮發(fā)的 硅鋁酸鈉，達到抑制鈉揮發(fā)的目的；蛭石本身為片狀結(jié)構(gòu)，當溫度超過500°C時，體積會膨 脹6-20倍，形成十分疏松的物理結(jié)構(gòu)，易附在水冷壁等區(qū)域可以破壞致密的渣層結(jié)構(gòu)，防 止渣狀物的聚集，配合適度的吹灰，可以有效改善準東煤的結(jié)渣、沾污問題；蛭石能夠明顯 加強石灰石的固硫作用，當石灰石添加量以鈣硫比為2. 25為基準時，其固硫效率可達到 85%，通常鈉的揮發(fā)與硫的釋放與很高的相關(guān)性，因此可以也達到抑制鈉揮發(fā)的效果；通過 增加少量鞏土或者石英砂等添加劑，調(diào)節(jié)標準灰的娃錯比，改善其灰恪點。
[0012] 本發(fā)明的添加劑與煤摻混燃燒可有效抑制50%以上的堿金屬釋放，并且有一定的 固硫作用，顯著改善煤的灰熔融特性，同時破壞水冷壁附近致密的渣層結(jié)構(gòu)，防止渣狀物的 聚集；創(chuàng)新地使用廉價蛭石作為添加劑的主要成分，解決了燃用準東高鈉煤過程中產(chǎn)生的 結(jié)渣腐蝕問題。
[0013]本發(fā)明所述物質(zhì)相對傳統(tǒng)添加劑更加便宜，資源非常豐富，其主要產(chǎn)地處于新疆 地區(qū)，且對燃煤設(shè)備無任何副作用，對人體無傷害，對環(huán)境不會產(chǎn)生二次污染。對燃用準東 煤的坑口電廠大規(guī)模使用即經(jīng)濟又方便可行。
[0014]本發(fā)明和已有技術(shù)相比，其技術(shù)進步是顯著的。本發(fā)明旨在抑制準東高鈉煤燃燒 中堿金屬的釋放及破壞致密的結(jié)渣層，減輕結(jié)渣。本發(fā)明的添加劑不僅可以顯著抑制準東 煤燃燒過程中堿金屬鈉的釋放，而且能夠有效破壞致密的渣層結(jié)構(gòu)，使之能夠輕易通過吹 灰清除，同時具有很強的固硫作用。
【附圖說明】
[0015]圖1為本發(fā)明的采用的沉降爐的結(jié)構(gòu)示意圖，圖中1為給粉機，2為給料機，3為中 速輥式磨煤機，4為離心分離器，5為燃燒器，6為爐膛，7為吹灰器，8為集灰器，9為空氣預 熱器，10為一次風機。
【具體實施方式】
[0016] 下面對本發(fā)明提供的【具體實施方式】作詳細說明。
[0017] 實施例1
[0018] -種沉降爐，包括一個輥式磨煤機3,所述的輥式磨煤機3和一個給粉機1、給料機 2連接，所述的中速輥式磨煤機3中設(shè)置有一個離心分離器4,還包括一個爐膛6,所述的爐 膛6內(nèi)設(shè)置有結(jié)渣棒，所述的爐膛6的側(cè)壁上設(shè)置有一個吹灰器7,所述的爐膛6的下部設(shè) 置有一個集灰器8,所述的爐膛6中設(shè)置有一個燃燒器5,所述的中速輥式磨煤機3通過至 少一個第一管道和所述的爐膛6連接，所述的第一管道的一端和所述的離心分離器4連接， 所述的輥式磨煤機3通過一個第二管道和一個風機10連接，所述的第二管道上設(shè)置有一個 空氣預熱器9。
[0019]沉降爐采用兩段式加熱方式模擬燃燒工況，煤粉與添加劑在磨煤機中實現(xiàn)充分混 合，燃燒所需空氣由一次風機經(jīng)空氣預熱器9及流量計送入分離器4,與煤粉及添加劑混合 從燃燒器5送入爐膛6,爐膛6采用兩段式電加熱控制溫度工況，爐膛6底部設(shè)置有集灰 器8,燃燒后的煙氣隨排煙系統(tǒng)排出，結(jié)渣棒的位置在爐膛恒溫區(qū)，為管狀曲面結(jié)構(gòu)，通過觀 察結(jié)渣棒上的結(jié)渣狀況及吹灰系統(tǒng)的吹灰效率，判斷實驗所用煤種在燃燒過程中的結(jié)渣傾 向，并通過改變溫度、過量空氣系數(shù)、煤粉細度等參數(shù)，研究各參數(shù)對所用煤種結(jié)渣特性的 影響，為工程運行提供參考和依據(jù)。
[0020] 下述實施例的工作過程均通過本實施例的沉降爐來實現(xiàn)。
[0021] 實施例2
[0022] 一種沉降爐測試煤種結(jié)渣性以及鈉、硫揮發(fā)性的方法，具體包括以下步驟：
[0023] (1)取準東沙爾湖煤經(jīng)干燥后放入磨煤機中磨至R9Q= 35%，通過給粉機進入爐 膛內(nèi)燃燒，給粉量為8g/min，過量空氣系數(shù)為1.2,溫度工況分別設(shè)置為900°C、1000°C、 1100°C，燃盡率達到97 %以上。
[0024] (2)爐內(nèi)設(shè)置有結(jié)渣棒，設(shè)置于恒溫區(qū)內(nèi)，為管狀曲面結(jié)構(gòu)，模擬煙氣沖刷條件，可 定期取出觀測結(jié)渣、沾污情況。爐膛底部有帶水冷的集灰系統(tǒng)，用來收集底灰。
[0025] (3)對結(jié)渣棒進行渣層厚度、硬度及黏度分析，采用微波消解法對集灰進行消解， 所得消解液采用電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜儀（ICP-0ES)進行成分分析，可得出鈉、 硫揮發(fā)量。
[0026] 結(jié)渣棒結(jié)果顯示900°C時發(fā)生少量結(jié)渣情況，當溫度達到1000°C時結(jié)渣嚴重，渣 層厚且硬度較大，當溫度達到1KKTC時渣層硬度進一步增大，結(jié)渣趨勢更加嚴重，并且無法 用吹灰器清除。集灰成分分析得出900°C時鈉揮發(fā)量達到60%，硫揮發(fā)量為80% ;1000°C 時鈉揮發(fā)量達到80 %，硫揮發(fā)量為85 % ; 1100 °C時鈉揮發(fā)量達到92 %，硫揮發(fā)量為88 %。
[0027] 實施例3
[0028] 一種沉降爐測試煤種結(jié)渣性以及鈉、硫揮發(fā)性的方法，具體包括以下步驟：
[0029] (1)按下表比例配置添加劑：
[0030]
[0031] (2)取準東沙爾湖煤經(jīng)干燥后放入磨煤機中磨至R9Q= 35%，將添加劑磨至最大粒 徑不超過150_，將磨碎后的添加劑與煤粉以質(zhì)量配比為0. 1:1 -同放入攪拌機中充分混 合，將混合物通過給粉機進入爐膛內(nèi)燃燒，給粉量為8g/min，過量空氣系數(shù)為1. 2,溫度工 況分別設(shè)置為900°C、1000°C、1100°C，燃盡率達到97%以上。
[0032] (3)爐內(nèi)設(shè)置有結(jié)渣棒，設(shè)置于恒溫區(qū)內(nèi)，為管狀曲面結(jié)構(gòu)，模擬煙氣沖刷條件，可 定期取出觀測結(jié)渣、沾污情況。爐膛底部有帶水冷的集灰系統(tǒng)，用來收集底灰。
[0033] (4)對結(jié)渣棒進行渣層厚度、硬度及黏度分析，采用微波消解法對集灰進行消解， 所得消解液采用電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜儀（ICP-0