[發(fā)明專利]一種改善高鐵準(zhǔn)東煤結(jié)渣特性的添加劑及其應(yīng)用方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910570422.5
• 申請日: 2019-06-27
• 公開（公告）號: CN110360587B
• 公開（公告）日: 2021-01-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 譚厚章;黃悅峰;王毅斌;李嘉孫樂;王帥
• 申請（專利權(quán)）人: 西安交通大學(xué)
• 主分類號: F23K1/00
• 分類號: F23K1/00;F23K5/00;C10L5/36;C10L10/04;C10L9/10
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 王艾華

本發(fā)明公開一種改善高鐵準(zhǔn)東煤結(jié)渣特性的添加劑及其應(yīng)用方法，所述添加劑由鋁灰、白云石和氧化鎂組成，質(zhì)量百分比為：鋁灰15％?65％，氧化鎂25％?50％，余量為白云石。本發(fā)明采用添加劑的應(yīng)用方法為，按添加劑與高鐵準(zhǔn)東煤質(zhì)量配比(3～8):100配制混合煤，各組分占高鐵準(zhǔn)東煤的質(zhì)量百分比為：鋁灰1％?6％，氧化鎂1％?5％，白云石1％?5％。所述應(yīng)用方法的實(shí)現(xiàn)步驟為，首先根據(jù)高鐵準(zhǔn)東的質(zhì)量確定添加劑各組分的質(zhì)量，然后將添加劑與高鐵準(zhǔn)東煤在磨煤機(jī)中破碎混合或在一次風(fēng)管道中流動(dòng)混合，最后送入爐膛燃燒。所述添加劑由天然礦物和工業(yè)廢棄物組成，成分簡單，價(jià)格低廉，具有固鈉、提高灰熔點(diǎn)和固硫的效果，可明顯改善高鐵準(zhǔn)東煤的積灰、結(jié)焦和結(jié)渣特性，并提高高鐵準(zhǔn)東煤的摻燒比例。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于改善準(zhǔn)東煤結(jié)渣特性技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種改善高鐵準(zhǔn)東煤結(jié)渣特性的添加劑及其應(yīng)用方法。

背景技術(shù)

隨著我國經(jīng)濟(jì)形勢逐漸好轉(zhuǎn)，2016年以來全國用電需求持續(xù)回暖，2018年達(dá)到67912.4億千瓦時(shí)/年(同比增長6.8％)。中國能源電力結(jié)構(gòu)以火力發(fā)電為主，2018年火力發(fā)電量占全國發(fā)電總量的73.32％(同比增長6％)，其中燃煤發(fā)電量占火力發(fā)電總量的比重高于90％，表明煤炭在中國發(fā)電行業(yè)仍占據(jù)主導(dǎo)地位。2005年，我國新疆地區(qū)發(fā)現(xiàn)迄今為止最大的整裝煤田——準(zhǔn)東煤田，預(yù)測儲煤量高達(dá)3900億噸，可供全國使用約100年。該煤田成煤深度較淺，易于開采和就地利用，且具有煤化程度低、灰分低、揮發(fā)分高、燃點(diǎn)低、燃盡率高的特點(diǎn)，可作為動(dòng)力用煤。

但是，準(zhǔn)東煤中Na、Ca、Fe等/堿土金屬元素含量較高[Fe含量相對較高(約15％)的準(zhǔn)東煤稱為高鐵準(zhǔn)東煤]，遠(yuǎn)高于目前常用的動(dòng)力煤。所以，在燃用準(zhǔn)東煤時(shí)存在以下問題：(1)堿金屬鹽硫酸鈉(熔點(diǎn)884℃)易揮發(fā)，隨煙氣流動(dòng)至溫度較低的換熱面時(shí)發(fā)生凝結(jié)現(xiàn)象，在受熱表面形成具有粘性的積灰層并不斷吸附煙氣中的輕質(zhì)成分，使沾污、積灰加劇；(2)殘留在準(zhǔn)東煤中的堿金屬/堿土金屬容易與煤燃燒的過程產(chǎn)物形成低熔點(diǎn)物質(zhì)或低溫共融體，導(dǎo)致準(zhǔn)東煤灰熔點(diǎn)低，灰粒易呈熔融態(tài)，加劇鍋爐結(jié)渣問題，使鍋爐出力降低。

現(xiàn)有為緩解準(zhǔn)東煤燃煤鍋爐沾污結(jié)渣的技術(shù)主要有：準(zhǔn)東煤與其它煤種摻混燃燒，準(zhǔn)東煤預(yù)處理脫除堿金屬，鍋爐結(jié)構(gòu)改造和定期吹灰，以及用添加劑對準(zhǔn)東煤改性。其中，添加劑改性直接改變準(zhǔn)東煤的灰成分，從沾污、結(jié)渣源頭探究解決辦法，相較于其余方法更有研究前景。現(xiàn)有技術(shù)通過輸送裝置直接將硅氧化物顆粒和鋁氧化物顆粒送入鍋爐爐膛與煙氣反應(yīng)生成具有穩(wěn)定物化性質(zhì)的混合物，同時(shí)輸送硅氧化物和鋁氧化物顆粒的二次風(fēng)用于沖刷受熱面、清潔積灰層，但此方法存在添加劑與煙氣的化學(xué)反應(yīng)程度難以估計(jì)、硅氧化物和鋁氧化物的過余浪費(fèi)、以及二次風(fēng)對受熱面粘性灰層的沖刷較困難等潛在問題；現(xiàn)有技術(shù)提供了一種改善準(zhǔn)東煤燃燒及結(jié)焦特性的添加劑，主要成分是8種純氧化物和1種防水粘合劑，此配方存在的問題是：與天然礦物相比，純物質(zhì)更難獲取、粒徑要求更小、且價(jià)格更貴，實(shí)際使用中會增加準(zhǔn)東煤燃燒的成本，降低煤電經(jīng)濟(jì)性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種改善高鐵準(zhǔn)東煤結(jié)渣特性的添加劑及其應(yīng)用方法，以解決上述問題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種改善高鐵準(zhǔn)東煤結(jié)渣特性的添加劑，包括白云石、鋁灰和氧化鎂；添加劑中各成分的質(zhì)量百分含量為，鋁灰15％-65％，氧化鎂25％-50％，余量為白云石；按質(zhì)量百分含量將各成分預(yù)先混合。

進(jìn)一步的，白云石的粒徑小于150μm。

進(jìn)一步的，氧化鎂是純度為80％-99％的粉末；氧化鎂的粒徑小于150μm。

進(jìn)一步的，鋁灰是鋁質(zhì)量百分比約為35％的粉末；鋁灰的粒徑小于200μm。

進(jìn)一步的，一種改善高鐵準(zhǔn)東煤結(jié)渣特性的添加劑的應(yīng)用方法，包括以下步驟：

步驟1，根據(jù)高鐵準(zhǔn)東煤的質(zhì)量確定添加劑中各組分的質(zhì)量；