[实用新型]一种高效回收水分的准东煤脱碱系统

说明书

技术领域

本实用新型属于低阶煤提质技术领域，特别涉及准东煤燃前预处理技术，具体涉及一种高效回收水分的准东煤脱碱系统。

背景技术

准东煤田是中国乃至世界上最大的整装煤田，预测煤炭储量可达 3.9×10¹¹吨。同时，准东煤开采成本低，煤反应性好，容易燃尽。在可预测的未来，准东煤将成为中国最重要的动力煤之一。然而，准东煤碱金属盐含量偏高，可造成炉膛的严重积灰、结焦。同时，准东煤也是一种水分偏高的褐煤，直接燃用将使锅炉排烟温度升高,从而降低锅炉效率。

目前，解决上述问题的主要方法有对锅炉等设备进行合理设计与运行、掺烧优质低碱煤和添加剂等。但是由于对准东煤燃烧研究不足，相应的锅炉等设备设计并未取得重大突破。掺烧其它优质煤就需要当地电厂从其他地方购买优质燃煤，这样既增加了发电企业的发电成本，又对准东煤田的开发和电源基地的建设带来了非常大的困难，使准东煤的优势难以得到充分的利用。而在高钠煤燃烧过程中添加高岭土等二氧化硅、氧化铝含量高的添加剂，使添加剂与气相中的钠发生反应，虽然可以减轻沾污，但这种方法用到的添加剂为固体，存在效率低、大幅增加灰量等缺点，因此也未得到大规模应用。但这种控制方法只能减缓沾污，无法从根本上解决问题。

准东煤入炉前预处理是另一种解决该问题的思路。此类方法在电厂热力系统中引入洗煤装置，将原煤中的碱金属盐脱除、干燥再送入锅炉燃烧。然而脱碱系统需要大量的水，有研究表明，欲达到最佳脱碱效果，水煤比（质量）应达到5:1左右。同时，大量的洗煤废液也可能造成严重的水体污染。因此该方案在缺水地区将面临巨大的经济压力和环境压力。

然而需要注意的是，准东煤是一种高含水量的褐煤，收到基全水分可达25%以上。如果能实现准东煤含水的充分采集，结合脱碱用水的回收，则可以大幅补偿准东煤的脱碱水耗。同时，准东煤含水量的降低有助于提高其净热值，可提高锅炉的有效吸热量。结合脱碱带来的受热面良好传热状态可以保证锅炉较高的传热效率。从这几方面出发进行系统设计，有望同时解决准东煤燃烧过程炉内结焦、受热面沾污问题和预处理过程高水耗问题。

发明内容

本实用新型针对燃煤电站准东煤碱含量和水含量高的特点,提出了一种高效回收水分的准东煤脱碱系统，通过在脱碱系统中引入高效的水分采集系统和完善的水分处理装置，实现了洗煤水的循环利用和水耗损的实时补偿。既解决了燃准东煤发电机组出现的严重炉内结焦与受热面沾污问题，又有效改善了准东煤脱碱过程中的水耗情况，同时提高了准东煤的低位发热量，提高了锅炉内有效吸热量，有助于电站综合效率的提升。

为了达到上述目的，本实用新型采用了以下技术方案：

一种高效回收水分的准东煤脱碱系统，该系统包括准东煤燃前预处理子系统、干燥过程供能与水分回收子系统、废液提质与分级利用子系统、高品质水集中再分配子系统四个主要部分。其特征在于，准东煤进入燃前预处理子系统后，先后经过碎煤机、洗煤装置进行脱碱处理，处理后的固液混合物进入煤液分离装置，分离后的湿脱碱煤进入干燥室进行干燥处理，热源为干燥过程供能与水分回收子系统输出的干燥的热风，蒸发出的水蒸气在热风的携带下再次进入该子系统中被凝结后收集，随后输入洗煤装置进行再利用；煤液分离装置分离出的废液进入废液提质与分级利用子系统，通过废液分级蒸馏装置进行液态水回收，以发电机组汽轮机抽汽作为其加热热源；其中，蒸馏出的高品质净化水流入高品质水贮存水箱备用，蒸馏出的低品质净化水送回洗煤装置循环利用，下层通过蒸馏作用得到的高浓度废液进入浓缩废液回收装置进行回收利用。提质后的干燥低碱煤进入锅炉燃烧。

所述的准东煤燃前预处理子系统中，洗煤过程的水源包括蒸馏装置得到的低品质净化水、除湿蒸发器收集的干燥风回收水和常规品质补充水三个部分。在高度缺水的情况下可以用高品质水贮存水箱中的高品质净化水通过应急补水阀替代部分常规品质补充水。在无需开启应急补水阀时，水箱中的高品质净化水可用作锅炉补水等水质要求较高的过程的水源，而这一部分高净水的来源可以视为洗煤装置投入的常规品质补充水，成本远低于高品质补充水。从而降低了高品质补充水的需求量，可以缩减电站的用水成本。