[實用新型]集成太陽能的低階煤水熱提質與發電聯合系統

有效

• 申請號: 201821462133.0
• 申請日: 2018-09-07
• 公開（公告）號: CN209101256U
• 公開（公告）日: 2019-07-12
• 發明（設計）人: 許誠;辛團團;李瀟灑;李少奎;徐鋼;劉文毅
• 申請（專利權）人: 華北電力大學
• 主分類號: F22B33/18
• 分類號: F22B33/18;F24S10/30;F03G6/06;F01K11/02;F01D15/10;C10L9/00;C10L9/08;C10B53/04
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本實用新型公開了一種屬于低階煤提質領域的集成太陽能的低階煤水熱提質與發電聯合系統。該系統主要包括低階煤水熱提質系統、太陽能集熱島和燃煤發電機組。該系統中，槽式太陽能集熱系統、低階煤水熱提質系統及燃煤發電系統三者耦合，槽式太陽能集熱器為水熱提質過程提供所需熱量，低階煤提質系統出來的低熱值熱解氣與提質煤進入燃煤發電系統的鍋爐燃燒，而發電機組的回熱系統通過冷卻提質煤及低壓蒸汽，進行廢熱及水分的回收利用。該系統通過高效的系統集成耦合，實現了低階煤提質、電力輸出及富余水分回收，同時有望提高能量的綜合利用效率。

技術領域

本實用新型屬于低階煤提質領域，特別涉及低階煤脫堿脫水技術，具體的說，涉及一種基于太陽能與低階煤水熱處理結合的低階煤提質與發電聯合系統。

背景技術

低階煤在世界煤炭總儲量中占了很大的比重，其利用已越來越廣泛。在中國，低階煤主要分布在人口稀少的西北地區，往往需要運輸到經濟發達的東部地區。但低階煤中水分和揮發分含量高，發熱量低并容易自燃，不利長距離運輸；并且堿金屬含量極高，可造成爐膛的嚴重積灰、結焦，將大幅降低鍋爐熱效率、明顯增加鍋爐運行安全風險，直接利用會導致效率低、危害鍋爐設備、破壞環境等問題。因此，通過一定的手段對儲量巨大的低階煤資源進行提質、加工綜合利用，提高發熱量，改善煤的燃燒品質，對于緩解我國日益緊張的能源壓力、降低能耗、保護環境等，具有十分重要的意義。

低階煤水熱提質技術可有效脫出低階煤中大部分水分和堿金屬，實現低階煤提質要求；然而大多的低階煤水熱提質系統僅僅著眼于煤質的提升，并未針對提質熱源進行綜合利用，造成很大的能量浪費，同時也沒有引入太陽能等清潔的可再生能源進行提質，往往需要消耗大量化石能源。

本實用新型提出了一種基于太陽能與低階煤水熱提質結合的低階煤提質與發電的聯合系統，解決了上述的能量利用效率低、化石能源消耗量大的問題，該系統針對太陽能集熱器、低階煤水熱提質系統以及燃煤發電系統三者進行高效耦合，針對能量進行了合理梯級利用，實現了提質煤和電能的雙產出，可有效降低化石能源的消耗，充分利用能量，是一種適用于低階煤提質領域，具有前景的新技術。

發明內容

本實用新型的目的在于為低階煤提質領域提供一種同時實現脫水、脫堿、水分回收及能量高效利用的技術途徑，通過提出一種基于太陽能與低階煤水熱處理結合的低階煤提質-發電綜合系統來達到該目的。

為了達到上述目的，本實用新型通過以下方式實現：集成太陽能的低階煤水熱提質與發電聯合系統，包括太陽能集熱子系統，低階煤水熱提質子系統，燃煤發電子系統三個主要部分；其特征在于，低階煤進入水熱提質子系統后，先經過碎煤機粉碎處理，在煤水混合器與來自加壓水泵的高壓水混合，然后經過預熱器預加熱后進入水熱提質裝置進行脫水脫堿處理，處理后的煤水氣混合物進入氣液固分離裝置，分離出的高溫廢液進入預熱器進行冷卻，冷卻后的廢液與蒸汽冷凝器產生的水分一起進入凈化裝置進行雜質分離，凈化后的水分一部分作為低階煤水熱處理介質經過加壓水泵升壓后進入煤水混合器與煤進行混合，其余作為富余水分進行回收；氣液固分離裝置分離出的濕煤進入減壓閃蒸裝置進行水分分離，分離出的低壓蒸汽進入蒸汽冷凝器進行冷卻，經減壓閃蒸裝置分離水分后的高溫提質煤一部分進入燃煤發電子系統中的鍋爐進行燃燒，其余通過提質煤冷卻器進行冷卻，冷卻后的提質煤進入壓縮成型裝置進行壓縮成型處理，生產出便于運輸的提質塊煤；在太陽能集熱子系統中，低溫導熱油通過槽式太陽能集熱器加熱，產生的高溫導熱油進入油罐，富余的高溫導熱油進行短期儲熱，其余的高溫導熱油進入水熱提質裝置提供水熱提質過程所需熱量，放熱后的低溫導熱油經過油泵加壓，重新進入槽式太陽能集熱器進行加熱；在燃煤發電子系統中，經氣液固分離裝置分離產生的高溫熱解氣經過減壓閥減壓與來自減壓閃蒸裝置的高溫提質煤一起進入鍋爐燃燒，產生的高溫蒸汽進入蒸汽輪機，驅動發電機發電，產生的排汽進入凝汽器冷凝成凝結水，其中一部分進入蒸汽冷凝器冷卻低壓蒸汽，一部分進入提質煤冷卻器冷卻高溫提質煤，經蒸汽冷凝器和提質煤冷卻器加熱的凝結水與其余的凝結水混合，進入抽汽加熱器進行回熱處理，經給水泵加壓后進入鍋爐。