一種降低燃煤鍋爐微細(xì)顆粒物的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】：
[0001] 本發(fā)明屬于煤的潔凈燃燒及污染物排放控制技術(shù)，具體涉及一種降低燃煤鍋爐微 細(xì)顆粒物的方法。
【背景技術(shù)】：
[0002] 煤炭在當(dāng)前以及今后相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)期內(nèi)都將在我國(guó)能源結(jié)構(gòu)中占據(jù)主導(dǎo)地位，燃煤發(fā) 電過(guò)程中伴隨著大量NOx、S0 2、粉塵等污染物生成，其中空氣動(dòng)力學(xué)直徑小于或等于1 ym、 2. 5 y m和10 y m的顆粒物分別被稱為PM1. 0、PM2. 5和PM10。這些微細(xì)顆粒物不僅容易富 集有毒重金屬而且影響城市空氣質(zhì)量和人體健康，國(guó)際衛(wèi)生組織已經(jīng)將PM2. 5列為"一類 致癌物質(zhì)"，近年來(lái)我國(guó)持續(xù)出現(xiàn)的大范圍霧霾天氣更是引起了全國(guó)人民的廣泛關(guān)注。
[0003] 微細(xì)顆粒物的形成主要包括4種機(jī)理：內(nèi)在礦物質(zhì)的熔融-凝并機(jī)理、燃燒過(guò)程中 焦炭顆粒的破碎機(jī)理、外在礦物質(zhì)的破碎機(jī)理以及煤中易揮發(fā)物質(zhì)的蒸發(fā)-凝結(jié)機(jī)理。煤 粉燃燒過(guò)程中通過(guò)這幾種方式形成了大量微細(xì)顆粒物，雖然燃煤鍋爐配備的除塵器能夠捕 集絕大部分粉塵，但是對(duì)微細(xì)顆粒物的捕集效果并不理想。
[0004] 現(xiàn)有的控制微細(xì)顆粒物的方法通常包括加裝濕式電除塵器以及向爐內(nèi)噴入添加 劑。前者具有脫除效果較佳的特點(diǎn)，但是設(shè)備改造和運(yùn)行成本均較高；后者對(duì)微細(xì)顆粒物控 制有一定作用，但是可能對(duì)鍋爐安全穩(wěn)定運(yùn)行帶來(lái)一定的影響。因此，從煤炭源頭上控制煤 炭中微細(xì)顆粒物的生成至關(guān)重要。
[0005] 蘭炭是無(wú)黏結(jié)性或弱黏結(jié)性的高揮發(fā)分煙煤在中低溫條件下干餾熱解得到的較 低揮發(fā)分的固體炭質(zhì)產(chǎn)品，具有（特）低灰、低硫、中高發(fā)熱量等特點(diǎn)，是一種清潔環(huán)保燃 料。煤粉鍋爐摻燒蘭炭后可以顯著降低粉塵排放濃度，從而降低粉塵中微細(xì)顆粒物生成量。 此外，蘭炭中易揮發(fā)分物質(zhì)較少，可以顯著減少煤中易揮發(fā)物質(zhì)的蒸發(fā)-凝結(jié)形成的微細(xì) 顆粒物；蘭炭中的礦物可與煤中礦物在高溫下形成熔融的液相，加強(qiáng)微細(xì)顆粒物之間以及 與粗顆粒的聚合，達(dá)到減少微細(xì)顆粒物的目的。

【發(fā)明內(nèi)容】
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[0006] 本發(fā)明的目的是提供一種降低燃煤鍋爐微細(xì)顆粒物的方法，該方法配合傳統(tǒng)的除 塵器，可以有效降低燃煤微細(xì)顆粒物的排放，進(jìn)而減少進(jìn)入環(huán)境中的微細(xì)顆粒物含量。
[0007] 為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：
[0008] 一種降低燃煤鍋爐微細(xì)顆粒物的方法，包括以下步驟：
[0009] 1)測(cè)量蘭炭與原煤的灰軟化溫度ST和沖刷磨損指數(shù)Ke，根據(jù)灰軟化溫度ST和沖 刷磨損指數(shù)Ke確定最高的燃用蘭炭摻配比例；
[0010] 2)根據(jù)最高的燃用蘭炭摻配比例，將蘭炭與原煤摻混均勻后一并送入磨煤機(jī)，使 二者充分混合，得到混合均勻的蘭炭粉與煤粉；
[0011] 3)將混合均勻的蘭炭粉與煤粉隨一次風(fēng)送入燃煤鍋爐的爐膛燃燒。
[0012] 本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于，步驟1)中，按照GB/T 219-2008《煤灰熔融性的測(cè)定方 法》測(cè)量蘭炭與原煤的灰軟化溫度ST，按照GB/T 465-2007《煤的沖刷磨損指數(shù)試驗(yàn)方法》 測(cè)量蘭炭與原煤的沖刷磨損指數(shù)Ke ;
[0013] 以用于燃燒的煤的總重量為基準(zhǔn)，按重量百分?jǐn)?shù)，將灰軟化溫度ST < 1290°C的 蘭炭與40~50 %灰軟化溫度ST > 1470 °C的原煤，或者50~60 %灰軟化溫度1380 °C < ST < 1470°C的原煤，或者60~70%灰軟化溫度1290°C< ST < 1380°C的原煤混合，得 到摻混后的預(yù)混煤；
[0014] 根據(jù)測(cè)量得到的沖刷磨損指數(shù)Ke值折算蘭炭與煤樣摻混后的預(yù)混煤的沖刷磨損 指數(shù)Ke ;對(duì)于配中速磨制粉系統(tǒng)的鍋爐，預(yù)混煤的沖刷磨損指數(shù)Ke控制在小于10.0,對(duì)于 配鋼球磨或雙進(jìn)雙出鋼球磨制粉系統(tǒng)的鍋爐，預(yù)混煤的沖刷磨損指數(shù)Ke控制在小于15 ;
[0015] 在滿足以上條件的前提下，確定最高的燃用蘭炭摻配比例。
[0016] 本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于，步驟1)中，蘭炭與原煤摻混后的預(yù)混煤的沖刷磨損指 數(shù)Ke =蘭炭的重量百分比X蘭炭的沖刷磨損指數(shù)Ke+原煤的重量百分比X原煤的沖刷 磨損指數(shù)Ke。
[0017] 本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于，步驟3)中，在燃燒過(guò)程中，由于燃用煤粉質(zhì)量的減少， 粉塵和微細(xì)顆粒物生成量降低，同時(shí)蘭炭灰成分產(chǎn)生的液相加速微細(xì)顆粒物之間的聚合， 并隨后進(jìn)入煙道被電除塵器或布袋除塵器捕集。
[0018] 本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于，步驟3)中，燃煤鍋爐是指電站煤粉鍋爐，電站煤粉鍋 爐包括配中速磨制粉系統(tǒng)的鍋爐以及配鋼球磨或雙進(jìn)雙出鋼球磨制粉系統(tǒng)的鍋爐。
[0019] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：
[0020] 本發(fā)明工藝流程簡(jiǎn)單，便于操作，絕大部分現(xiàn)有火電機(jī)組均可在煤場(chǎng)通過(guò)摻配實(shí) 現(xiàn)。具體來(lái)說(shuō)：首先，蘭炭摻混后減少了蒸發(fā)-凝結(jié)形成的微細(xì)顆粒物含量，蘭炭中礦物質(zhì) 形成的熔融液相在布朗運(yùn)動(dòng)、凝聚、氣氛擴(kuò)散等作用下使微細(xì)顆粒物向較大粒徑迀移，從而 有效降低微細(xì)顆粒物的生成量；其次，可以降低電廠燃料成本，降低燃煤機(jī)組脫硫和除塵運(yùn) 行費(fèi)用，產(chǎn)生可觀的經(jīng)濟(jì)效益；最后，可以消化大量蘭炭，化解地方蘭炭產(chǎn)能過(guò)剩難題，促進(jìn) 蘭炭產(chǎn)業(yè)發(fā)展。
【附圖說(shuō)明】：
[0021] 圖1所示為摻燒30% wt比例蘭炭前后微細(xì)顆粒物PM1、PM2. 5和PM10累計(jì)體積 比柱狀圖。
【具體實(shí)施方式】：
[0022] 下面通過(guò)借助以下實(shí)施例將更加詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明，且以下實(shí)施例僅是說(shuō)明性的， 本發(fā)明并不受該實(shí)施例的限制。
[0023] 本發(fā)明一種降低燃煤鍋爐微細(xì)顆粒物的方法，包括以下步驟：
[0024] 1)測(cè)量蘭炭與原煤的灰軟化溫度ST和沖刷磨損指數(shù)Ke，根據(jù)灰軟化溫度ST和沖 刷磨損指數(shù)Ke確定最高的燃用蘭炭摻配比例；其中，蘭炭是指高揮發(fā)分煙煤在中低溫條件 下干餾熱解得到的較低揮發(fā)分的固體炭質(zhì)粉末；
[0025] 該步驟中，按照GB/T 219-2008《煤灰熔融性的測(cè)定方法》測(cè)量蘭炭與原煤的灰軟 化溫度ST，按照GB/T 465-2007《煤的沖刷磨損指數(shù)試驗(yàn)方法》測(cè)量蘭炭與原煤的沖刷磨損 指數(shù)Ke ;
[0026] 以用于燃燒的煤的總重量為基準(zhǔn)，按重量百分?jǐn)?shù)，將灰軟化溫度ST < 1290°C的 蘭炭與40~50 %灰軟化溫度ST > 1470 °C的原煤，或者50~60 %灰軟化溫度1380 °C < ST < 1470°C的原煤，或者60~70%灰軟化溫度1290°C< ST < 1380°C的原煤混合，得 到摻混后的預(yù)混煤；
[0027] 根據(jù)測(cè)量得到的沖刷磨損指數(shù)Ke值折算蘭炭與煤樣摻混后的預(yù)混煤的沖刷磨損 指數(shù)Ke ;對(duì)于配中速磨制粉系統(tǒng)的鍋爐，預(yù)混煤的沖刷磨損指數(shù)Ke控制在小于10.0,對(duì)于 配鋼球磨或雙進(jìn)雙出鋼球磨制粉系統(tǒng)的鍋爐，預(yù)混煤的沖刷磨損指數(shù)Ke控制在小于15 ;
[0028] 在滿足以上條件的前提下，確定最高的燃用蘭炭摻配比例。
[0029] 其中，沖刷磨損指數(shù)Ke對(duì)預(yù)混煤的磨損性能的劃分結(jié)果如下：
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種降低燃煤鍋爐微細(xì)顆粒物的方法，其特征在于，包括以下步驟： 1) 測(cè)量蘭炭與原煤的灰軟化溫度ST和沖刷磨損指數(shù)Ke，根據(jù)灰軟化溫度ST和沖刷磨 損指數(shù)Ke確定最高的燃用蘭炭摻配比例； 2) 根據(jù)最高的燃用蘭炭摻配比例，將蘭炭與原煤摻混均勻后一并送入磨煤機(jī)，使二者 充分混合，得到混合均勻的蘭炭粉與煤粉； 3) 將混合均勻的蘭炭粉與煤粉隨一次風(fēng)送入燃煤鍋爐的爐膛燃燒。
2. 根據(jù)要求1所述的一種降低燃煤鍋爐微細(xì)顆粒物的方法，其特征在于，步驟1)中， 按照GB/T 219-2008《煤灰熔融性的測(cè)定方法》測(cè)量蘭炭與原煤的灰軟化溫度ST，按照GB/ T 465-2007《煤的沖刷磨損指數(shù)試驗(yàn)方法》測(cè)量蘭炭與原煤的沖刷磨損指數(shù)Ke; 以用于燃燒的煤的總重量為基準(zhǔn)，按重量百分?jǐn)?shù)，將灰軟化溫度ST< 1290°C的蘭 炭與40~50 %灰軟化溫度ST > 1470 °C的原煤，或者50~60 %灰軟化溫度1380 °C < ST < 1470°C的原煤，或者60~70%灰軟化溫度1290°C< ST < 1380°C的原煤混合，得 到摻混后的預(yù)混煤； 根據(jù)測(cè)量得到的沖刷磨損指數(shù)Ke值折算蘭炭與煤樣摻混后的預(yù)混煤的沖刷磨損指數(shù) Ke ;對(duì)于配中速磨制粉系統(tǒng)的鍋爐，預(yù)混煤的沖刷磨損指數(shù)Ke控制在小于10. 0,對(duì)于配鋼 球磨或雙進(jìn)雙出鋼球磨制粉系統(tǒng)的鍋爐，預(yù)混煤的沖刷磨損指數(shù)Ke控制在小于15 ; 在滿足以上條件的前提下，確定最高的燃用蘭炭摻配比例。
3. 根據(jù)要求2所述的一種降低燃煤鍋爐微細(xì)顆粒物的方法，其特征在于，步驟1)中，蘭 炭與原煤摻混后的預(yù)混煤的沖刷磨損指數(shù)Ke =蘭炭的重量百分比X蘭炭的沖刷磨損指數(shù) Ke+原煤的重量百分比X原煤的沖刷磨損指數(shù)Ke。
4. 根據(jù)要求1所述的一種降低燃煤鍋爐微細(xì)顆粒物的方法，其特征在于，步驟3)中，在 燃燒過(guò)程中，由于燃用煤粉質(zhì)量的減少，粉塵和微細(xì)顆粒物生成量降低，同時(shí)蘭炭灰成分產(chǎn) 生的液相加速微細(xì)顆粒物之間的聚合，并隨后進(jìn)入煙道被電除塵器或布袋除塵器捕集。
5. 根據(jù)要求1或4所述的一種降低燃煤鍋爐微細(xì)顆粒物的方法，其特征在于，步驟3) 中，燃煤鍋爐是指電站煤粉鍋爐，電站煤粉鍋爐包括配中速磨制粉系統(tǒng)的鍋爐以及配鋼球 磨或雙進(jìn)雙出鋼球磨制粉系統(tǒng)的鍋爐。
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種降低燃煤鍋爐微細(xì)顆粒物的方法，包括以下步驟：1)測(cè)量蘭炭與原煤的灰軟化溫度ST和沖刷磨損指數(shù)Ke，根據(jù)灰軟化溫度ST和沖刷磨損指數(shù)Ke確定最高的燃用蘭炭摻配比例；2)根據(jù)最高的燃用蘭炭摻配比例，將蘭炭與原煤摻混均勻后一并送入磨煤機(jī)，使二者充分混合，得到混合均勻的蘭炭粉與煤粉；3)將混合均勻的蘭炭粉與煤粉隨一次風(fēng)送入燃煤鍋爐的爐膛燃燒。本發(fā)明工藝流程簡(jiǎn)單，便于操作，絕大部分現(xiàn)有火電機(jī)組均可在煤場(chǎng)通過(guò)摻配實(shí)現(xiàn)。
【IPC分類】F23K1-00, F23K3-02
【公開(kāi)號(hào)】CN104807030
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510175722
【發(fā)明人】姚偉, 楊忠燦, 王志超, 劉家利, 蒙毅, 王桂芳, 李炎
【申請(qǐng)人】西安熱工研究院有限公司
【公開(kāi)日】2015年7月29日
【申請(qǐng)日】2015年4月14日