[發明專利]能改變準東煤燃燒產物結構的調制物料以及在發電、供熱鍋爐中大比例燃用準東煤的方法

有效

• 申請號: 201910039366.2
• 申請日: 2019-01-16
• 公開（公告）號: CN109609242B
• 公開（公告）日: 2020-06-30
• 發明（設計）人: 李小江;彭桂云;王嘉瑞;陳凡敏;周青;王鵬輝
• 申請（專利權）人: 華電電力科學研究院有限公司
• 主分類號: C10L9/10
• 分類號: C10L9/10;C10L10/04
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 王洋;趙青朵

本發明提供了一種能改變準東煤燃燒產物化學結構的調制物料，包括：90～97質量份的無機質和3～10質量份的有機質；所述無機質為合成無機質或自然無機質；所述有機質選自原油、重油、渣油和干酪根結構的油母質中的一種或幾種。本發明的無機質在700℃以上的溫場內，持續分解捕捉燃料中的有害元素鈉和硫，形成硫酸堿金屬鹽，具有固鈉固硫效果，降低受熱面沾污和高溫腐蝕；同時分解出的氣體，使低熔點共熔物多孔疏松和可脫落。本發明調制物料中的有機質被無機質和/或準東煤燃燒后形成的低溫共熔物包裹產生熱解滯后現象，當共熔物粘結到受熱面后，500℃的受熱面上持續受熱使有機質熱爆破效應使黏合物結構疏松脫落。徹底解決了沾污問題。

技術領域

本發明涉及化工技術領域，尤其是涉及能改變準東煤燃燒產物結構的調制物料以及在發電、供熱鍋爐中大比例燃用準東煤的方法。

背景技術

準東煤田西起新疆昌吉州阜康市東界，東到木壘縣老君廟，北到昌吉州北部邊界卡拉麥里山南麓，南接古爾班通古特沙漠北緣，東西長約220km南北寬約60km，煤田面積約13000km²，預測煤炭資源儲量3900億t，占全疆儲量(2.19萬億t)的17.8％占全國煤炭儲量(5.56萬億t)的7％。截至2009年6月已探明煤炭資源儲量213億t，單層煤層最厚可達80m，可采煤層平均厚度43m，煤層豐厚的地方1km²煤炭儲量達5000萬t，是中國乃至世界上最大的整裝煤田。2006年，國家和自治區開始大規模開發準東煤田。準東地區煤炭資源預測儲量占全疆的三分之一，規劃開采規模為每年5.82億噸，是優勢資源轉換的主陣地和疆電東送、西氣東輸、疆煤外運最主要的能源基地。

準東地區煤種著火點低、燃盡率高、燃燒穩定好高、污染物排放低等，但作為動力用煤，該煤質有個致命的缺點，就是煤中堿金屬元素含量高，尤其以鈉元素含量居多，在煤灰中的Na₂O達到2-10％，遠遠超過目前國內煙煤甚至是褐煤灰的小于1％的水平。

由于準東煤與國內的其他所有煤種相比，在礦物成分上相差懸殊，使得已經在役的燃煤鍋爐完全不適合燃用，主要原因是這些在役鍋爐是在準東煤開發之前，按照其他煙煤的特性設計制造。然而更加嚴重的是，在開發利用準東煤發電后，電力研究、設計和制造部門并未引起足夠重視，在針對使用準東煤的新建電廠任然沿用原設計思路，導致投運即無法正常安全運行。例如，某制造企業的超臨界鍋爐機組的設計發生嚴重失誤，造成巨大經濟損失。即使后來的鍋爐設計加大爐膛寬度，也無法從根本上避免煙氣降溫后，高沾污性飛灰在對流換熱面的沉積沾污。

對于烏魯木齊地區的諸多2000多萬千瓦在役機組鍋爐，年耗標準煤約3000萬噸。準東煤只有與不結焦煤摻燒才能在現有煙煤鍋爐上燃用，且比例不能過高，通常不超過30％，否則容易出現爐膛燃燒器區水冷壁結焦，導致鍋爐爐膛出口煙溫升高，水平煙道受熱面高溫沾污，積灰嚴重，過再熱器管壁超溫爆管，嚴重時甚至不得不停爐清焦。葦湖梁、紅雁池一二廠、烏石化自備電廠、天業電廠、甘肅酒鋼電廠等均出現了不同程度結渣和沾污。其中酒鋼電廠435t/h鍋爐燃用準東煤1-2個月后，大屏、對流受熱面等區域還出現了嚴重的高溫腐蝕，被迫停爐，導致停電和停止供熱，對人民群生活造成嚴重影響，尤其在冬季意外停暖后，會造成供熱管道凍結爆裂，室內無暖的寒冬將危及百姓的生命安全。

準東地區煤炭資源豐富，但在現有鍋爐燃燒系統不能實現該煤種的單獨使用，如果按照摻燒比例不高于50％的情況下，發電廠每燃燒1噸準東煤，至少需外運1噸其他煤種，經濟成本較高。作為一個能源輸出地區，燃料依然依靠外運，不符合當地發展的模式，是對已開發資源的巨大浪費。因此實現大比例燃用準東煤成為了一個亟待解決的問題。

發明內容

有鑒于此，本發明要解決的技術問題在于提供一種能改變準東煤燃燒產物化學結構的調制物料，本發明提供的調制物料能夠徹底解決其在對鍋爐受熱面的結渣、沾污問題。