水煤浆高效洁净燃烧技术
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广东化工 2012年第16期· 90 · 第39卷总第240期水煤浆代油洁净燃烧技术应用张志强(胜利油田石油化工总厂,山东东营 257000)[摘要]水煤浆是一种新型洁净燃料,通过对燃油锅炉改水煤浆的实践表明,该技术成熟、可靠,采用水煤浆流化悬浮高效洁净锅炉实现了低温及循环燃烧,锅炉实际运行过程中,可在锅炉炉床石英砂底料中掺杂石灰石脱硫剂,在锅炉低温燃烧过程中实现直接脱硫,保护环境,同时减少了废气排放,降低了企业的燃料油消耗,有利于节约能源,降低企业运营成本,提高企业经济效益。
文章结合胜利石化总厂燃油锅炉改烧水煤浆工程,就改造工程的技术特点、经济效益等作了较详尽的论述。
[关键词]锅炉;水煤浆;燃烧;经济效益[中图分类号]TQ [文献标识码]A [文章编号]1007-1865(2012)16-0090-02Coal Water Slurry Technology Application as a Clean Fuel Substitute for Oil-fuelZhang Zhiqiang(Shengli Oilfield Petrochemical Plant, Dongying 257000, China)Abstract: Coal water slurry is a new clean fuel technology. The successful practice of changing the fuel fired boiler to coal water slurry fired boiler proves that it is a mature and reliable technology. The application of high efficient and clean boiler fired by fluidization suspension combustion technology of coal water slurry can realize low temperature and circulating combustion. The injection of limestone desulfurization agent into the hearth-bottom quartz sand in the operating process of the boiler can achieve direct desulfurization during low temperature combustion, so as to protect environment and reduce the discharge of waste gas. It will reduce the fuel oil consumption and save energy, thus decreasing the operating cost and enhancing economic benefit of enterprises. The paper will introduce the technical features and economic benefits of the reformation project from oil fired boiler to coal water slurry fired boiler in details based on the reformation experience of Shengli Oilfield Petrochemical Plant.Keywords: boiler;coal water slurry;combustion;economic benefit1 装置概述胜利石油化工总厂有两个动力站,一动力站有三台35 t/h中温中压燃油锅炉,配2台3 mW的背压式汽轮发电机组。
《水煤浆技术简介》水煤浆是一种国家大力推广的新型清洁煤基燃料,是燃料家族的新成员。
水煤浆以煤炭(60~68 % )为主料,以水(40~32%)为辅料,经过专用设备和工艺的研磨、细化,充分均匀混和,在化学添加剂(0.2~1 % )的作用下可以均匀、稳定的流动。
水煤浆的特点:与传统的固体燃料煤和燃油相比较,水煤浆具有许多优异的特点,直接带来社会环保效益和企业经济效益。
浓度高、流变性好、长期储存不沉淀。
因此它能类似燃油一样地泵送传输、雾化燃烧,完全能够代替燃油。
在工业锅炉、工业窑炉、电站锅炉上燃烧,而综合经济成本比燃油则大大降低。
燃尽率由固体煤燃烧的70~80 %提高到98%以上。
炉渣中的含炭量则由烧煤的13.7%降到水煤浆的2%左右,从而直接体现出环保、节能的特点。
水煤浆与燃油类似,用储罐运输及储存,减少了固体煤炭运输过程的污染和储存的占地面积。
但因其物理化学成份特点,几乎没有储存和运行中的任何危险性。
由于燃尽率达98 %以上,灰渣排放量明显减少,与燃煤锅炉比较,既减少了锅炉房的总占地面积,又改善了周边环境。
由于是类似油炉的系统内液体自动化燃烧,与传统燃煤锅炉对比,大大改善了工作环境和条件。
特别的水煤浆燃烧技术,也基本上杜绝了锅炉房常有的油烟气味或煤烟气味。
水煤浆是一种由65%左右的煤粉,35%左右的水和少量药剂混合制备而成的液体,可以象油一样泵送、雾化、储运,并可直接用于各种锅炉、窑炉的燃烧。
它改变了煤的传统燃烧方式,显示出了巨大的环保节能优势。
尤其是近几年来,采用废物资源化的技术路线后,研制成功的环保水煤浆,可以在不增加费用的前提下,大大提高了水煤浆的环保效益。
在我国丰富煤炭资料的保障下,水煤浆也已成为替代油、气等能源的最基础、最经济的洁净能源。
水煤浆的问世,源于20世纪70年代的世界石油能源危机。
当时全世界在石油能源危机的经济大衰退之后,清醒地认识到石油天然气作为清洁能源,并不是取之不尽用之不竭的,丰富的煤炭依然是长期可靠的主要能源。
水煤浆燃烧技术一、水煤浆概述水煤浆是一种煤基的液体燃料,一般是指由60-70%的煤粉、40-30%的水和少量的化学添加剂组成的混合物。
它是20世纪70年代世界范围内出现石油危机的时候,人们在寻找以煤代油的过程中发展起来的石油替代技术。
水煤浆既保持了煤炭原有的物理化学特性,又具有和石油类似的流动性和稳定性,而且工艺过程简单,投资少,燃烧产物污染较小,具有很强的实用性和商业推广价值。
水煤浆的用途十分广泛,它可以像油一样的管运、储存、泵送、雾化和稳定着火燃烧,其热值相当于燃料油的一半,因而可直接替代燃煤、燃油最为工业锅炉或电站的直接燃料;水煤浆还是理想的气化原料,产生的煤气化可以用于煤化工或用于联合循环发电;对于特制的精细水煤浆,还可以作为燃气轮机的燃料使用;可见,水煤浆技术是洁净煤技术的一个重要组成部分,发展水煤浆技术具有十分重要的意义。
(1)替代石油,合理利用我国能源资源由于水煤浆具有同石油一样的流动和雾化特性,因此,以水煤浆替代石油可以利用原有设备,改动工作量很小,投资小。
(2)解决煤炭运输问题我国煤炭资源丰富,但地区分布极不平均,北煤南运和西煤东运的局面将长期存在。
靠铁路运输既增加了铁路的负担,又对沿途环境造成了污染。
发展水煤浆进行管道运输将在很大程度上缓解能源运输的压力和污染问题。
(3)降低煤利用过程中的污染制备水煤浆的原料煤是经过洗选的,含灰量和含硫量都大为降低,燃烧后产生的飞灰和SO2都比一般的燃煤锅炉低。
同时由于水煤浆中的水分在燃烧时具有还原作用,理论燃烧温度也比相同煤质的煤粉燃烧低200℃左右,因此可以在一定程度上降低NOX的排放量。
二、水煤浆的特性水煤浆作为一种替代燃料,除了具有原有煤的特性,如发热量、灰熔性、各组分含量外,还具有一些特殊的性质要求。
(1)水煤浆的浓度水煤浆的浓度是指固体煤的质量浓度,它直接影响到水煤浆的着火性能和热值。
浓度越大,含水量越少,就越容易点燃且发热量高。
水煤浆技术介绍核心提示:水煤浆技术是煤炭清洁高效利用的关键技术之一。
关键词:水煤浆一、水煤浆技术介绍(一)推广水煤浆技术的现实意义习近平总书记在今年6月中央财经领导小组第六次会议上强调,推动能源供给革命,大力推进煤炭清洁高效利用。
国务院《2014-2015年节能减排低碳发展行动方案》提出严控煤炭消费总量,降低煤炭消费比重,加快推进煤炭清洁高效利用,在大气污染防治重点区域地级以上城市大力推广使用型煤、清洁优质煤及清洁能源,限制销售灰分高于16%、硫分高于1%的散煤。
水煤浆技术是煤炭清洁高效利用的关键技术之一。
重庆市是以煤为主要能源的城市,煤炭消费占总能耗的65%以上,其中4t/h及以上工业和中小电(热电)站燃煤锅炉耗煤量占全市煤炭消费总量的16.2%,年总耗煤量约940万吨标煤,年排放烟尘约1.4万吨、二氧化硫约2.6万吨、氮氧化物约3.8万吨,是我市煤炭消耗产生的主要大气污染源之一。
利用水煤浆技术在我市实施燃煤锅炉的高效洁净燃烧技术改造并辅以相匹配的烟气治理设施,可实现年节约标煤约84.4万吨,减排二氧化硫219.4万吨,减排烟尘约7521吨,减排二氧化硫、氮氧化物的排放总量分别为17156吨和16810吨,分别占“十二五”减排目标总量的43.8%、41.3%。
水煤浆锅炉运行成本略高于燃煤、是燃油的40%、是燃气的60%和电锅炉的27%。
重庆市能源生产和供应及消费情况表明:煤炭在我国及我市国民经济中是既排拆又依赖的基础能源,煤炭使用将长期占据主体地位。
因此,实现煤炭的清洁高效利用是满足我市当前节能减排形势和实现空气质量防治目标的迫切需求,对于促进我市能源与环境协调发展,满足我市经济快速稳定发展需要,具有重要的战略意义。
(二)国家推广水煤浆技术的相关政策国务院《节能减排“十二五”规划》第三部分第(二)条推动能效水平提高中提出,发展煤炭地下气化、脱硫、水煤浆、型煤等洁净煤技术。
国家发改委《产业结构调整指导目录(2011)》(修正)将型煤及水煤浆技术开发与应用列入煤炭行业鼓励类目录。
水煤浆技术水煤浆技术是一种将煤转化为可燃气体的技术。
这种技术将煤粉和水混合,形成一种叫做水煤浆的混合物。
水煤浆技术有很多优点,比如燃烧效率高、燃烧过程中的排放物少、煤的利用率高等等。
在这篇文章中,我们将会探讨水煤浆技术的原理、应用、前景以及可能存在的问题。
一、水煤浆技术的原理水煤浆技术的原理很简单。
首先,需要将煤破碎成粉末。
然后,将煤粉和水混合,形成一种叫做水煤浆的混合物。
这种混合物可以被输送到燃烧设备中,并被燃烧成可燃气体。
在燃烧过程中,水煤浆中的水会蒸发,释放出热量,同时煤粉也会被燃烧,释放出更多的热量。
最终,水煤浆会被完全燃烧,产生出可燃气体。
二、水煤浆技术的应用水煤浆技术可以被广泛应用于各种燃烧设备中,比如锅炉、炉子、发电机等等。
这种技术可以用于煤的直接燃烧,也可以用于煤的气化。
水煤浆技术可以被应用于各种规模的燃烧设备中,从小型炉子到大型发电站都可以使用这种技术。
水煤浆技术的应用可以带来很多优点。
首先,水煤浆可以被方便地输送到燃烧设备中,这样可以避免煤粉在输送过程中的飞扬和损失。
其次,水煤浆的燃烧效率高,可以将煤的利用率提高到90%以上。
最后,水煤浆的燃烧过程中排放的污染物更少,对环境的影响也更小。
三、水煤浆技术的前景水煤浆技术在未来的能源产业中将会扮演重要的角色。
随着能源需求的增加,煤仍然是世界上最主要的能源之一。
但是,传统的煤燃烧技术存在着很多问题,比如燃烧效率低、排放污染物多等等。
水煤浆技术可以解决这些问题,提高煤的利用率,同时减少对环境的影响。
水煤浆技术的发展还面临着一些挑战。
比如,水煤浆的生产成本较高,需要大量的能源和水资源。
同时,水煤浆的燃烧过程中还会产生一些副产品,需要进行处理和处置。
这些问题需要被解决才能进一步推广水煤浆技术的应用。
四、水煤浆技术的可能存在的问题水煤浆技术的应用还存在着一些问题。
首先,水煤浆的生产成本较高,需要大量的能源和水资源。
其次,水煤浆的燃烧过程中会产生一些副产品,比如灰渣和废气等等。
水煤浆燃烧技术水煤浆是一种煤基流态燃料,通过雾化后可高效燃烧。
在组织水煤浆燃烧时,喷嘴的雾化技术和燃烧器的配风技术是保证水煤浆着火和稳定燃烧的两项关键技术。
1.喷嘴雾化技术:良好的喷嘴雾化可以减少水煤浆液滴的细度,从而缩短水煤浆的着火距离,为水煤浆着火、燃烧提供了一个良好的基础。
由于水煤浆的特殊性质,水煤浆喷嘴必须具备良好的雾化特性,能稳定着火,并有较好的燃烧特性和较高的燃烧效率;具有良好的防堵性能,能长期连续运行;具有较长的使用寿命;具有较低的气耗率;合适的雾化角和射程;负荷调节性能好,在一定的负荷变化范围内,喷嘴仍然维持较好的雾化性能。
2.水煤浆燃烧器:水煤浆燃烧器又称为配风器,是水煤浆燃烧的又一个关键设备。
水煤浆着火热的主要来源是依靠高温烟气的回流,这就需要对燃烧配风的进行合理的组织,以使煤浆雾炬得到有效地加热,能够及时着火。
同时,合理的配风是加强燃烧室内湍动,提高水煤浆燃烧速度和燃烬度的关键。
合理的配风还将影响到污染物的排放,分段送风可控制NOx的生成和排放。
另外,一二次风混合适时适量,可保证燃烧的稳定性和经济性。
总之,炉膛中的燃烧工况主要是通过燃烧器的结构及其布置来决定的。
燃烧器按其空气动力学特性可分为旋流式和直流式。
旋流型燃烧器是利用旋转气流产生合适的回流区,用回流的高温烟气来加热燃料,保证其稳定地着火和燃烧。
水煤浆锅炉1、水煤浆锅炉基本原理水煤浆锅炉要求的燃料(水煤浆)从储浆罐,经供浆泵、过滤器,混合高压风经特制喷枪送入燃烧器,在油点火系统辅助等前提条件下,水煤浆在炉膛内独立燃烧。
烟气经锅炉燃尽室、对流管束、省煤器等,从锅炉尾部排出,通过专用除尘器脱硫除尘,达到环保标准后,经引风机进烟囱排入大气。
炉膛内燃烧后的极少灰渣,通过除渣系统排出炉体外。
2、水煤浆环保锅炉的特点①、最大限度地吸取了燃煤和燃油锅炉的优势,即类似燃煤的锅炉运行成本,类似燃油设备的方便工作方式,解决了传统燃煤锅炉容易污染环境的问题和燃油锅炉运行成本昂贵的问题;②、高效环保特点:水煤浆锅炉可以迅速达到900℃〜1200℃连续稳定自动燃烧,避免了燃煤锅炉加煤时低温燃烧不充分的污染过程,也避免了燃油锅炉高温(1300℃以上)燃烧产生的大量的氮化物污染(如汽车尾气)。
新水煤浆技术
近年来,随着全球经济不断发展,科技创新也在不断发展,技术不断变得更加先进,以满足人们生活舒适、环境保护和能源利用的需要。
为了降低燃烧煤的污染,减少有害物质的排放,人们开发出新的水煤浆技术。
水煤浆是以挥发分含量很低的煤炭粉末为基础,添加水和促进剂,经过挤压和均质后加热而成的悬浮液。
新水煤浆技术是利用高温、高压和激发条件,通过加热水煤浆等降低烟粉沉降,有效改善煤炭燃烧发挥作用,从而降低有害物质的排放。
新水煤浆技术的发展提高了煤炭利用率,使煤炭可以更加有效地利用,减少了烟尘排放,降低了环境污染,提高了煤炭的热值能,从而节省了能源。
同时,新水煤浆燃料可以提高火力发电效率,节约能源,减少烟尘污染,减少温室效应气体的排放,为可持续发展提供可靠的支持。
新水煤浆技术已经被大规模应用于高效燃烧煤炭,煤炭能源发电,火力发电,冶金铸造和热浴沟加热等领域。
新水煤浆技术有效改善了煤炭的燃烧性能,降低了有害物质的排放,并可以有效改善煤炭的热值能。
在充分发挥水煤浆技术的积极作用的同时,还应建立完善的环境保护技术,加强环境监督,减少烟尘污染。
此外,降低费用、提高效率是水煤浆技术发展的另一重要方面,需要进行大量研究,以实现更高的经济效益。
未来,新煤水浆技术将会继续发挥着重要作用,成为煤炭综合能源利用的主要技术,为人类提供更绿色、更清洁的能源。
煤基能源新型水煤浆技术的研究与清洁高效应用摘要:由于我国富煤、贫油、少气的能源结构,使得煤炭在未来几十年内依旧是处于我国能源主导地位。
众所周知,煤炭的直接燃烧会使得大气中硫化物、氮氧化物、烟尘等污染物增加,直接导致大气中PM2.5含量增大,造成环境的污染,严重的破坏了生态平衡、危害人类的健康,并且制约经济社会的发展和人类社会文明的进步。
水煤浆作为一种低污染、高效、节能的洁净燃料所起到的节能、减排、环保功效一直不容小觑。
水煤浆锅炉在我国经过近30年的发展,燃烧技术一直在不断创新升级更新换代;而与其配套的水煤浆制备技术也在逐步进行改进与变革,以更好的适应水煤浆锅炉高效燃烧,从而降低水煤浆锅炉的能耗,提高煤炭的热效率、提高煤的燃尽率,降低锅炉的原始排放;以使水煤浆制备技术与水煤浆锅炉燃烧技术达到更理想的匹配,更加节能、环保。
关键词:新型水煤浆;水煤浆制备;洁净煤;洁净煤技术;能源;节能环保1水煤浆现状我国的水煤浆制备技术和燃烧应用技术发展较快,自上世纪80年代开始,到本世纪初,工业化应用已经达到了国际先进水平。
先后完成了工业锅炉、电站锅炉、热处理炉、炉窑等燃用水煤浆的试验,水煤浆作为新型环保燃料,正被越来越多的有识之士所认识,采用水煤浆技术可进一步优化煤炭企业的产品结构,提高煤炭企业经济效益。
水煤浆按用途分为燃料用水煤浆和气化用水煤浆,气化水煤浆是属煤化工产业的基础产品,这里不做描述。
燃料水煤浆是由65%左右的煤、34%左右的水、1%左右的添加剂,经物理研磨加工而形成的一种可以罐体储存、管道输送、罐车运输的浆体化燃料。
是一种燃尽率高、燃烧热效率高、污染物排放低、脱硫效率高、运行经济成本低的煤基流体燃料;水煤浆是一种最现实的煤基流体燃料,也是一种制备相对简单,便于运输储存、安全可靠低污染的新型洁净燃料;是一種达到锅炉超低排放最经济、最便捷、最可靠的国家能源安全保障。
因此水煤浆技术是当今洁净煤技术的重要组成部分,也是21世纪最现实、最有市场的洁净煤技术,在中国的能源战略中占有非常重要的地位。
煤炭清洁利用——水煤浆雾化燃烧方式及锅炉(一)目录一、水煤浆简介......................................................................................................... - 3 -(一)什么是水煤浆......................................................................................... - 3 - (二)水煤浆的环保特性................................................................................. - 3 - (三)水煤浆的技术参数................................................................................. - 4 - 二、水煤浆锅炉产品简介......................................................................................... - 5 -(一)水煤浆锅炉基本工作原理..................................................................... - 5 - (二)水煤浆燃烧技术..................................................................................... - 5 - (三)水煤浆锅炉的特点................................................................................. - 7 - (四)水煤浆锅炉运行对大气环境影响的分析............................................. - 8 - (五)锅炉系统各主要设备介绍..................................................................... - 9 - (六)经济效益分析..................................................................................... - 28 -一、水煤浆简介(一)什么是水煤浆水煤浆是由65%左右的煤,34%左右的水以及约1%的化学添加剂制成的流体燃料,能够泵送、雾化和着火燃烧。
科技成果——水煤浆代油洁净燃烧技术成果简介水煤浆是20世纪70年代为解决石油危机而发展和应用的一种代油燃料,目前国内外不少电站锅炉和工业锅炉使用水煤浆作为燃料。
其技术原理是把煤磨成细粉与水和少量添加剂混合成悬浮状高浓度浆液,像油一样采用全封闭方式输送和储存,用泵输送,并用喷嘴喷入锅炉炉膛雾化燃烧,具有煤炭的物理特性和石油的流动性、稳定性。
水煤浆代油洁净燃烧技术不仅具有明显的经济效益,而且对国家能源安全和国民经济的长远发展具有重要意义。
水煤浆制备原理自六五以来,在国家重点攻关项目、国家自然科学基金项目等支持下,我国自主研发了水煤浆清洁代油燃料技术,并在国内外得到推广。
该技术获2009年国家科学技术进步奖二等奖。
该技术可实现100%代油,不仅可以采用水制水煤浆,还可采用低热值或具有一定毒性的废水制水煤浆,变费为宝;各种水煤浆燃烧效率均可达到98%以上,大型锅炉上燃烧效率达99%以上,同时锅炉效率达到煤粉锅炉水平。
典型案例1案例名称1×670t/h水煤浆锅炉新建工程技术开发单位浙江百能科技有限公司项目概况本项目于2004年3月开始设计,2004年7月开工建设,2005年2月世界首套最大全烧水煤浆锅炉完成168试运行至今,实现长期连续运行。
主要工艺原理本项目2#炉设计以燃水煤浆为主,并采用烟气再循环作为全烧油的备用方案。
为国内首创670t/h超高压水煤浆锅炉。
锅炉本体呈Π型布置,水煤浆喷雾悬浮燃烧,采用直流燃烧器正四角布置切向燃烧,烟气挡板调节再热汽温,喷水减温控制过热汽温,回转式空气预热器,刮板式捞渣机连续固态排渣,平衡通风,全钢构架,露天布置。
锅炉炉膛横截面宽深比为1.1,采用正四角布置直流燃烧器的切圆燃烧方式,并确定采用一次风和二次风双切圆布置,其中一次风和二次风切圆直径分别为800mm和1000mm,且均为逆时针旋转。
燃烧器最上层布置了燃尽风(OFA)并采用反切,切圆直径为800mm;反切目的是强化水煤浆后期燃烧,有利于焦碳的燃尽,同时反切还有利于消除切圆扭转残余,降低炉膛出口烟温偏差。
水煤浆燃烧技术综述高飞、邵海龙、张德强、李晓东一、背景1.水煤浆的概念水煤浆是由大约65%的煤、34%的水和1%的添加剂通过物理加工得到的一种低污染、高效率、可管道输送的代油煤基流体燃料。
它改变了煤的传统燃烧方式,显示出了巨大的环保节能优势。
尤其是近几年来,采用废物资源化的技术路线后,研制成功的环保水煤浆,可以在不增加费用的前提下,大大提高了水煤浆的环保效益。
在我国丰富煤炭资料的保障下,水煤浆也已成为替代油、气等能源的最基础、最经济的洁净能源。
2.水煤浆的发展水煤浆是70年代兴起的新型煤基液体燃料,由65%的煤、34%的水和1%的化学添加剂,经过一定的工艺流程加工而成,其灰分及含硫量低,燃烧时火焰中心温度较低,燃烧效率高,烟尘、SO2及NOX排放量都低于燃油和燃煤。
许多国家基于长期的能源战略考虑,将其作为以煤代油的燃料技术进行研究、开发和储备,且已实现商业化使用。
我国的水煤浆研究工作起步于70年代末,80年代初,与国外同步,直接原因是国际上爆发的石油危机,使各个国家都在寻找以一种代替石油的新能源。
而中国是一个富煤、少气、贫油的国家,因此我国一直致力于水煤浆的研发工作,并于1983年5月攻关研制出了第一批水煤浆试燃烧成功。
近年来,我国的水煤浆制备技术和燃料技术发展很快,并达到了国际水平,先后完成了动力锅炉、电厂锅炉、轧钢加热炉、热处理炉、干燥窑等炉窑燃用水煤浆的工程试验。
在环保产业的高科技领域,我国的大部分技术、产品均落后于国际先进水平,而水煤浆是一个例外,中国的水煤浆技术优先于国外,这种新能源在中国的能源战略中占有非常重要的地位。
目前水煤浆技术已被列为我国能源发展重点推广技术,也是煤炭工业洁净煤技术优先发展重点技术之一。
《201-2017年中国水煤浆行业发展前景与投资预测分析报告》[1]指出,我国是一个富煤少油的国家,水煤浆作为新型代油环保燃料,正被越来越多的企业所认识,采用水煤浆技术进一步改善煤炭企业的产品结构,提高煤炭企业经济效益。
工程文件水煤浆流化悬浮燃烧锅炉一、水煤浆流化悬浮高效洁净燃烧技术水煤浆是一种新型煤基燃料,具有易于管道运输,便于装卸、储存的油代用品和低污染燃料。
现在已开发出多种形式的水煤浆燃烧装置燃用水煤浆,并在工程实践中得到应用,取得了良好的效果。
但是,水煤浆悬浮燃烧过程中,尤其在小空间燃烧过程中存在的高温结渣问题一直没有得到有效的解决,是水煤浆燃烧领域的世界级难题。
此外,悬浮燃烧的高温环境(燃烧中心区1500℃~1800℃左右)增加了NOx 的生成与排放,同时亦难以在燃烧过程直接脱硫,造成环境污染。
水煤浆流化悬浮高效洁净燃烧技术彻底解决了水煤浆悬浮燃烧过程中,尤其是在小空间燃烧室中易结焦、燃烧不稳定这一世界级难题,实现了水煤浆的低温、高效洁净燃烧,并具有负荷调节性能好、运行费用低、降低劳动强度、对水煤浆的适应性强,拓宽了制浆的煤种范围并可降低制浆成本、在燃烧过程中直接脱硫脱氮、可对水煤浆燃烧过程实施深度经济脱硫、减少NOx的排放、辅助配套系统简洁可靠、节省设备投资等优点,是水煤浆燃烧技术领域的一场革命,对洁净煤技术将产生深远的影响。
二、水煤浆流化悬浮高效洁净燃烧技术工作原理水煤浆流化悬浮高效洁净燃烧技术的工作原理是,将滴状水煤浆投入燃烧室下部由石英砂和石灰石构成床料的炽热流化床中,其温度在850℃~950℃左右。
水煤浆在炽热的流化床料的加热下迅速完成析出水分,挥发分析出并着火燃烧及焦碳燃烧过程,并在流化状态下颗粒状水煤浆团进一步解体为细颗粒被热烟气带出密相区进入悬浮室继续燃烧。
在燃烧室出口设有分离回输装置。
被热烟气带出的媒体物料和较大的水煤浆颗粒团被分离器分离、捕捉,通过分离器下部设置的回输通道返回燃烧室下部密相区,既减少了媒体物料的损失,又实现了水煤浆颗粒团的循环燃烧,从而获得高的燃烧效率。
此外,低温燃烧过程(850℃~950℃左右),有效的控制了热力型NOx的形成。
且由于媒体物料由石英砂与石灰石构成,石灰石在高温下煅烧生成CaO,Cao与SO2反应进一步生成CaSO4,抑制了SO2的排放,而燃烧装置的运行温度是CaO脱硫的最佳运行温度,可有效的减少SO2的排放。
水煤浆高效洁净燃烧技术
1.技术所属领域及适用范围
适用于煤炭高效清洁利用改造。
2.技术原理及工艺
基于流态重构的悬浮流化水煤浆高效洁净燃烧技术,涵盖了气固两相流、燃烧、炉内传热和污染控制等方面内容,在保证高热效率、高燃烬率前提下从热源的锅炉侧解决氮氧化物、二氧化硫污染物排放问题,使锅炉氮氧化物、二氧化硫原始排放符合超低排放标准。
通过绝热高效旋风分离器和返料装置,提高了煤体物料的利用率,减少了煤体物料的补充量,提高了燃烧效率;通过煤体物料的循环降低床温,进一步提高水煤浆燃烬率。
新型水煤浆锅炉供热系统示意图如下:
3.技术指标
(1)热效率:≥ 91%;
(2)初始排放:NO x<50mg/m3;
(3)脱硫效率:≥95%。
4.技术功能特性
(1)低温低氮燃烧,提高炉膛下部的还原性气氛的高
度,大大降低了NO x 原始排放浓度(<50mg/m3);
(2)炉内高效脱硫,实现了燃烧过程中直接脱硫,脱硫效率可达 95%以上;
(3)高效燃烧,锅炉效率高达90%以上。
5.应用案例
济南市领秀城热源厂新型水煤浆锅炉清洁供暖项目。
技术提供单位为青岛特利尔环保股份有限公司。
(1)用户情况说明
原有 2 台58MW燃煤链条热水锅炉,2015-2016 年采暖季消耗燃煤约61747 吨(5000kcal/kg),消耗电能491 万kW·h。
(2)实施内容与周期
新建 2 台 70MW水煤浆锅炉,包括:水煤浆喷嘴(粒化器4 台)、天然气点火装置(2 台),新建引风机 2 台(800kW)、一次风机 2 台(355kW)、二次风机2 台(280kW)、返料风机 4 台(15kW),新建 4 座 3000 立储罐、卸浆泵及供浆泵供浆。
实施周期 24 个月。
(3)节能减排效果及投资回收期改造后,相比原系统节省标煤7107tce/a,节能率为 15.5%。
投资回收期 48 个月。
6.未来五年推广前景及节能减排潜力
预计未来 5 年,推广应用比例可达到5.8%,可形成节能182 万 tce/a,减排 CO2 491.4 万 t/a。