鍋爐自產(chǎn)粉煤灰脫鈉后作為添加劑緩解高鈉煤結(jié)渣的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于火力發(fā)電領(lǐng)域，設(shè)及一種采用水洗鍋爐自產(chǎn)粉煤灰作為添加劑緩解高 鋼煤結(jié)渣的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前，我國電站鍋爐主要W煤為主，近期在新疆準(zhǔn)東地區(qū)開發(fā)出的巨型煤田，已探 明儲量達(dá)到3900億噸，是未來我國重點發(fā)展的能源基地之一。然而準(zhǔn)東煤中鋼含量較高， 其灰成分中化2〇含量多大于5%，遠(yuǎn)高于普通煤種中鋼含量水平(通常<1%)。為中水溶性 鋼和酸溶性鋼在燃燒過程的高溫環(huán)境中容易氣化，當(dāng)煙氣溫度降低時，氣相鋼的化合物中 一部分會在受熱面管壁凝結(jié)，形成烙融態(tài)的液膜，進(jìn)而黏附其他固體灰顆粒，引起嚴(yán)重的結(jié) 渣；另一部分會在灰顆粒表面凝結(jié)，增加灰顆粒表面黏性，當(dāng)表面黏性較高的灰顆粒碰撞受 熱面時，也會黏附在受熱面上，引起結(jié)渣；其于氣相鋼的化合物側(cè)自身凝結(jié)、團(tuán)聚，形成氣溶 膠顆粒物排放到大氣中。
[0003] 為緩解高鋼煤燃燒過程中嚴(yán)重的結(jié)渣問題，最根本的措施是降低煙氣中氣相鋼的 化后物濃度。當(dāng)前降低氣相堿金屬濃度采用的方法主要包括四種： 1) 燃燒前脫鋼； 2) 與其他低堿金屬且烙點較高的煙煤滲燒； 3) 在燃燒過程中加入礦物添加劑； 4) 增設(shè)吹灰器，加大吹灰頻率。
[0004] 上述方法均存在一定的局限性，下面將詳細(xì)介紹： 方法1指出在在燃燒前對高鋼煤脫鋼處理，可降低進(jìn)入爐膛中鋼的總量，可較徹底的 解決結(jié)渣問題。如在專利號CN104371788A(申請日2014. 11. 26)所述專利中提出對碎煤采 用洗涂溶液，在160°C-26(rC進(jìn)行混合，并進(jìn)行微波處理，保溫5-30分鐘后，過濾，再對過濾 產(chǎn)物進(jìn)行水洗，可得到低鋼煤。如在專利號CN104312655A(申請日2014. 10. 22)所述專利 提出將原煤破碎，采用水潤濕，再采用微波加熱處理，降溫至50°C-7(rC，攬拌水洗、分離廢液 得到低鋼煤。由此可見，脫鋼工藝非常復(fù)雜，且成本較高，無法大規(guī)模應(yīng)用。 陽〇化]方法2指出的與其他低堿金屬高烙點煙煤滲燒，在實驗階段也被證明是一種有效 緩解高鋼煤結(jié)渣的有效手段，但受地域限制，距準(zhǔn)東地區(qū)較近的煙煤礦區(qū)也有250千米，造 成進(jìn)廠價較高，使電廠燃料成本大幅升高； 方法3指出在燃燒過程中加入添加劑，在高溫下與氣相鋼的化合物反應(yīng)，進(jìn)而降低氣 相鋼的化合物濃度，也能夠有效地緩解準(zhǔn)東煤的結(jié)渣問題。當(dāng)前采用的添加劑主要W高嶺 ±為主，而距離準(zhǔn)東地區(qū)最近的高嶺±礦位于新疆阜康，運輸距離也超過100千米，運費 較高，進(jìn)廠價通常高于準(zhǔn)東煤的價格，且隨著準(zhǔn)東地區(qū)煤碳的采用，高嶺上礦含量將逐漸降 低，價格也會隨之上漲，不利于發(fā)電企業(yè)長期發(fā)展。
[0006] 方法4指出的增設(shè)吹灰器，加大吹灰頻率，只能作為一種暫時的技術(shù)措施，當(dāng)管壁 由于積灰而發(fā)生高溫腐蝕，頻繁吹灰會加速腐蝕的進(jìn)行，另外高頻率的吹灰使受熱面管道 應(yīng)力頻繁變化，縮短受熱面管道的使用壽命。 陽007] 粉煤灰是鍋爐產(chǎn)生的主要固體廢棄物之一，其主要成分為Si〇2、A1203、CaO、Fe2〇3、 MgO等無機組分。根據(jù)粉煤灰的成分不同，具有多種利用方式。對準(zhǔn)東地區(qū)電站鍋爐產(chǎn)生 的粉煤灰來說，由于當(dāng)?shù)禺a(chǎn)業(yè)單一，粉煤灰缺乏下游產(chǎn)業(yè)，企業(yè)均需要自己處理粉煤灰或出 錢讓其他專業(yè)處理單位拉走，而產(chǎn)生了大量費用。大量實驗表面，娃、侶含量較高的粉煤灰 在燃燒過程中可與氣相堿金屬發(fā)生反應(yīng)，降低氣相堿金屬化合物濃度，進(jìn)而緩解高堿金屬 燃料的結(jié)渣問題。另外娃、侶含量較高的粉煤灰通常烙點較高，專利CN102759117A(申請日 期2012. 07. 24.)提出可采用飛灰循環(huán)調(diào)控燃煤過程中的結(jié)渣問題。但由于準(zhǔn)東地區(qū)煤質(zhì) 特點，在燃燒過程中大量氣相鋼的化合物在飛灰表面凝結(jié)，造成飛灰中鋼的質(zhì)量百分比較 高，如果不加處理直接循環(huán)，反而會將飛灰表面凝結(jié)的氣相鋼的化合物重新送入爐膛，提高 煙氣中氣相鋼的化合物濃度，增加結(jié)渣的可能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了鍋爐自產(chǎn)粉煤灰脫鋼后作為添加 劑緩解高鋼煤結(jié)渣的方法，能夠重復(fù)利用燃用準(zhǔn)東煤產(chǎn)生的粉煤灰，減少固體廢棄物排放， 降低企業(yè)發(fā)電成本。
[0009] 為達(dá)到運一目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是： 1) 粉煤灰檢測：對燃煤飛灰進(jìn)行檢測，確定粉煤灰中化2〇百分比小于5%、不可溶性鋼 質(zhì)量百分比小1%時，則確定選用該粉煤灰進(jìn)行下一步處理，若不滿足上述要求，則將粉煤 灰作為固體廢棄物處理； 2) 粉煤灰脫鋼處理：將粉煤灰采用水或其他酸性溶液多級重復(fù)洗涂，每級洗涂過程包 括將粉煤灰置入水或溶劑中，攬拌5-10分鐘，粉煤灰中可烙鋼的化合物會溶解于水或溶劑 中，經(jīng)過多級洗涂后，過濾，獲得的粉煤灰充分干燥后備用； 3) 脫鋼粉煤灰烙融特性測試：在灰烙點測定儀中將脫鋼粉煤灰進(jìn)行測試，獲得其灰烙 融特征溫度，如軟化溫度大于1300乂，則確定選用該粉煤灰進(jìn)行下一步處理，若軟化溫度小 于1300°C，則將粉煤灰作為固體廢棄物處理； 4) 燃煤與粉煤灰的灰成分檢測：在煤場中采集煤樣，干燥后磨碎至200微米W下，在馬 弗爐中W10°C/min的升溫速率由室溫升至500°C并保持1小時，將灰樣取出進(jìn)行檢測，獲得 低溫灰中各無機組分氧化物質(zhì)量百分比；將脫鋼粉煤灰干燥后在馬弗爐中Wl〇°C/min的升 溫速率由室溫升至500乂并保持1小時，將灰樣取出進(jìn)行檢測，獲得般燒后粉煤灰中無機組 分含量及含碳量，并將般燒后粉煤灰中無機組分氧化物質(zhì)量百分比折算至粉煤灰原樣的質(zhì) 量百分比； 4)確定粉煤灰添加比例：添加脫鋼粉煤灰的混合煤樣制取的低溫灰中NazO質(zhì)量百分比 巧制在2%W下W獲得最低添加比例，具體計算方法如下： 化2化=[(1 -X)蝴a20y巧*Na20F] / [ (1 -X) *Ay巧*Af] 式中：化2化為添加脫鋼粉煤灰后的混合煤樣灰中化2〇質(zhì)量百分比，％ ; X為添加比例； Na2〇Y為原煤在500 °C制取灰樣中胞2〇質(zhì)量百分比，％ ; Na2〇F為粉煤灰干燥后化2〇質(zhì)量百分比，〇/〇; Ay為原煤制取500 乂灰樣的成灰率，％ ; Ap為粉煤灰制取500 乂灰樣的成灰率，％ ; 按所計算的最低添加比例將煤粉與脫鋼粉煤灰充分混合后制取500°C灰樣進(jìn)行灰烙融 特性測試，獲得混合煤樣的灰烙融特征溫度，若混合煤樣的軟化溫度低于1250T，則將粉煤 灰添加比例提高1%，循環(huán)進(jìn)行直至灰烙融軟化溫度高于1250°C，則確定該比例