[發明專利]電廠發電耦合生產清潔煤的方法和系統

有效

• 申請號: 201711353261.1
• 申請日: 2017-12-15
• 公開（公告）號: CN109929570B
• 公開（公告）日: 2021-02-23
• 發明（設計）人: 杜萬斗;次東輝;高浩華;麻林;李君;張峰;萇亮;孫任暉;陳薇
• 申請（專利權）人: 神華集團有限責任公司;北京低碳清潔能源研究所
• 主分類號: F22B1/18
• 分類號: F22B1/18;C10B53/00;C10B49/02;C10B57/00;C10L5/00;F23J15/06
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司 11283
• 代理人: 嚴政;劉依云

本發明涉及電廠發電與清潔煤生產耦合領域，公開了電廠發電耦合生產清潔煤的方法和系統。該方法包括：(1)用來自電廠鍋爐的800～1200℃的第一煙道氣直接加熱原煤進行煤轉化，所述煤轉化的最終轉化溫度為500～640℃，轉化時間為10～60min，得到第一荒煤氣和轉化煤；(2)將轉化煤用來自電廠鍋爐的800～1200℃的第二煙道氣直接加熱進行煤脫雜，煤脫雜的最終脫雜溫度為650～750℃，脫雜時間為10～60min，得到第二荒煤氣和脫雜煤；(3)將第一荒煤氣和第二荒煤氣進行燃燒，得到的熱風通入廢熱鍋爐產生蒸汽和尾氣，并返回電廠鍋爐用于發電；(4)將脫雜煤進行干冷得到清潔煤。實現了電廠正常發電生產的同時將低階的原煤生產為清潔煤。

技術領域

本發明涉及電廠發電與清潔煤生產耦合領域，具體地涉及一種電廠發電耦合生產清潔煤的方法和系統。

背景技術

中國在能源消費結構中，煤的消耗占主要地位。其中燃煤發電是煤炭消耗的主要形式。但由于燃煤產生污染物排放和受煤炭價格的影響，燃煤的火力電廠的發電生產近年來出現經營性虧損，燃煤電廠負荷率整體較低，制約了發電行業的可持續發展。

另外燃煤過程產生的煙氣排放是造成霧霾的重要原因。近年來，京津冀地區是我國大氣污染最嚴重的地區，全國污染最重前10位中有8城在京津冀地區。為治理京津冀地區日益嚴峻的大氣污染問題，國家相繼出臺了政策文件，開展行動治理大氣環境。與燃煤電廠相比，3億噸左右的民用散燒煤，煤質較差、污染物控制難度大，被公認為大氣污染治理領域難以治愈的“癌癥”。因此將散煤清潔化迫在眉睫。

因此，電廠發電生產和散煤清潔化成為當前煤炭和發電企業發展關注的焦點。

CN106382790A公開了一種利用電廠煙氣和蒸汽余熱的褐煤干燥方法，包括：(1)利用電廠燃煤鍋爐直接排除的高溫煙氣對潮濕物料進行一次干燥處理；所述高溫煙氣直接與潮濕物料進行均勻接觸，得到中間物料；(2)再利用電廠燃煤鍋爐直接排除的高溫煙氣和蒸汽同時對中間物料進行二次干燥處理；所述高溫煙氣直接與中間物料進行均勻接觸，同時中間物料與通有蒸汽的換熱管均勻接觸進行熱交換，得到干燥物料，實現二次干燥處理。該方法僅能實現電廠煙氣與煤的干燥的聯合，但沒有啟示如何解決電廠與清潔煤生產聯合的問題。

CN102350214A公開了一種燃煤電廠煤粉制備活性焦煙氣綜合凈化工藝，包括：1)煤粉儲罐的煤粉被壓縮空氣攜帶，由煤粉倉泵送入炭化活化爐，同時從過來抽取部分溫度為500-1200℃的煙氣作為煤粉炭化熱源和活化劑，送入活性焦炭活化爐的底部，與煤粉混合，煙氣攜帶煤粉自下向上運動，同時發生炭化和活化反應，得到粉狀活性焦；2)煙氣攜帶活性焦進入分離器實現氣固分離，分離出的活性焦經冷卻器冷卻后經活性焦倉泵II送入活性焦儲罐進行儲存；分離器分離出的熱解氣作為再燃燃料，送入鍋爐的還原區，將主燃燒區生成的NO_x還原成N₂，實現NO_x的部分脫除；3)從鍋爐排出的煙氣經過預除塵器處理后進入吸附塔，在吸附塔與由活性焦儲罐送入的活性焦充分混合；水泵抽取工藝水箱內的水，由噴嘴噴入吸附塔內，調節煙氣的溫度，在60-120℃的溫度下煙氣中的SO₂和汞被活性焦吸附；氨氣輸送風機抽取氨氣儲罐內的氨氣由吸附塔上部的氨氣噴嘴噴入氨氣，與煙氣中的NO_x發生氧化還原反應生成N₂，實現NO_x的脫除；4)凈化后的煙氣進入布袋分離器進行氣固分離，凈化后的氣體由引風機送入煙囪直接排入大氣，分離的活性焦一部分由螺旋給料機送入吸附塔內參與循環，另一部分送入再生爐中進行再生；5)再生后的活性焦經冷卻器II冷卻后由活性焦倉泵I送入活性焦儲罐循環利用；再生過程中得到濃度為20-60％的二氧化硫富集氣體，實現二氧化硫的資源化利用；6)活性焦經多次吸附/再生后失去吸附性能，將失去吸附性能的廢活性焦送入鍋爐燃燒，充分利用活性焦的能量。該方法用于解決電廠煙氣的污染物排放，利用煙氣將煤炭制取活性焦，再利用活性焦和產生的熱解氣實現降低煙氣的污染物排放。沒有涉及并啟示如何利用電廠煙氣生產清潔煤，以及存在的技術問題。