煤气化细渣造粒掺烧系统的制作方法


本实用新型属于废弃物处理领域,具体涉及一种煤气化细渣造粒掺烧系统。



背景技术:

煤气化细渣是指煤化工行业中煤在气化炉中完全气化后剩下的残渣,是一种工业废弃物,随着我国煤化工行业的发展,尤其是新型煤化工产业的迅速发展,煤气化细渣的产出量也逐年增加,目前我国每年煤气化细渣的产出量已超过3000万吨。如此大量的煤气化细渣若不及时处理,任其露天堆存,会对大气、土壤造成严重的污染。此外,煤气化细渣残碳量较高,一般可达30%以上,干基热值在2000-3000kcal/kg,有较高利用价值,弃之不用,甚为可惜。

但是,由于煤气化细渣颗粒微小,平均粒径小于90μm,且呈微观多孔结构,直接掺烧时在锅炉中停留时间短(数秒钟),来不及充分燃烧就随烟气从燃烧室排出。因此,煤气化细渣的资源化环保处置问题长期未得到有效解决。



技术实现要素:

本实用新型提供一种煤气化细渣造粒掺烧系统,以解决目前煤气化细渣易污染环境且利用率低的问题。

根据本实用新型实施例的第一方面,提供一种煤气化细渣造粒掺烧系统,包括依次连接的混料搅拌机、造粒设备和干化设备,所述干化设备的输出端连接筛分设备的输入端,所述筛分系统的第一输出端连接所述混料搅拌机,第二输出端连接锅炉,所述混料搅拌机对煤气化细渣和粘结剂进行搅拌混合;所述造粒设备对搅拌混合后的煤气化细渣和粘结剂进行造粒,形成颗粒物;所述干化设备对所述颗粒物进行干燥,然后将干燥后的颗粒物输送至所述筛分设备,所述筛分设备对干燥后的颗粒物进行筛选,将小于预设体积的颗粒物返回至所述混料搅拌机中,并将筛选出的剩余的颗粒物输送至锅炉中进行掺烧。

在一种可选的实现方式中,所述造粒设备所形成的颗粒物的粒径为大于3mm。

在另一种可选的实现方式中,所述颗粒物经所述干化设备干燥后的含水率小于40%。

在另一种可选的实现方式中,所述干化设备采用太阳能或锅炉废气余热去除所述颗粒物中水分。

在另一种可选的实现方式中,所述锅炉为循环流化床锅炉。

在另一种可选的实现方式中,所述造粒设备所形成的颗粒物的跌落强度为按规定高度跌落后粒径大于3mm的颗粒重量占比大于50%。

在另一种可选的实现方式中,所述煤气化细渣的含水率小于65%。

本实用新型的有益效果是:

1、本实用新型在煤气化细渣掺烧时通过将其与粘结剂进行搅拌混合再进行造粒,可以使煤气化细渣颗粒物在锅炉中充分燃烧,通过对造粒形成的颗粒物进行干化,可以保证煤气化细渣颗粒物燃烧的稳定性,通过将小于预设体积的颗粒物返回至混料搅拌机中,可以进一步充分利用煤气化细渣,通过对搅拌混合后的煤气化细渣和粘结剂先进行造粒再进行干化,如此在造粒过程中不会出现较多的碎粒粉末,并且使颗粒物从内至外粘度逐渐减小,这样在多个颗粒物同时掺烧时,由于颗粒物外侧的粘度较小,使得多个颗粒物之间不易结团,而颗粒物内侧的粘度较大,有利于单个颗粒物成型;此外,本实用新型系统生产工艺全过程洁净运行,对厂区零污染,煤气化细渣造粒所用粘结剂,环保无污染,造粒全过程自动化控制,系统工艺可靠,煤气化细渣掺烧比例可达35%,实现了对气化细渣的资源化利用,不仅大量节省锅炉燃煤资源,节能减排效果明显,还消除了这些废弃物对环境的污染,煤气化细渣资源化利用可为企业创造显著的经济效益、社会效益;

2、本实用新型通过对造粒形成的颗粒物的尺寸进行限定,从而对造粒设备的运行参数进行限定,可以进一步保证煤气化细渣颗粒物得到充分燃烧;

3、本实用新型通过对干化后颗粒物的含水率进行限定,从而对干化设备的运行参数进行限定,可以保证煤气化细渣颗粒物燃烧的稳定性;

4、本实用新型通过采用太阳能或锅炉废气余热进行干化,可以避免干化过程对环境造成污染,实现煤气化细渣掺烧零污染。

附图说明

图1是本实用新型煤气化细渣造粒掺烧系统的一个实施例方框图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型实施例中的技术方案,并使本实用新型实施例的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图对本实用新型实施例中技术方案作进一步详细的说明。

在本实用新型的描述中,除非另有规定和限定,需要说明的是,术语“连接”应做广义理解,例如,可以是机械连接或电连接,也可以是两个元件内部的连通,可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

虽然煤气化细渣残炭量很高,掺烧煤气化细渣不仅能够节省燃煤资源,变废为宝,而且可以减少环境污染,但是由于煤气化细渣颗粒微小,平均粒径小于90μm,直接掺烧时在锅炉中停留时间短(数秒钟),来不及充分燃烧就随烟气从燃烧室排出。为此本实用新型对煤气化细渣的掺烧系统进行了设计,参见图1所示,为本实用新型煤气化细渣造粒掺烧系统的一个实施例方框图。该系统可以包括依次连接的混料搅拌机1、造粒设备2和干化设备3,所述干化设备3的输出端连接筛分设备5的输入端,所述筛分系统5的第一输出端连接所述混料搅拌机1,第二输出端连接锅炉4,所述混料搅拌机1对煤气化细渣和粘结剂进行搅拌混合;所述造粒设备2对搅拌混合后的煤气化细渣和粘结剂进行造粒,形成颗粒物;所述干化设备3对所述颗粒物进行干燥,然后将干燥后的颗粒物输送至所述筛分设备5,所述筛分设备5对干燥后的颗粒物进行筛选,将小于预设体积的颗粒物返回至所述混料搅拌机1中,并将筛选出的剩余的颗粒物输送至锅炉4中进行掺烧。

本实用新型在掺烧煤气化细渣时,并不是将煤气化细渣直接掺杂到燃煤中进行掺烧,而是通过粘结剂将煤气化细渣粘结在一起后进行掺烧,如此可以增长煤气化细渣在锅炉中的停留时长,从而使煤气化细渣得到充分的燃烧。此外,通常煤气化细渣中含有一定的水分,而燃烧物中含水率的多少会影响到燃烧的稳定性,为了保证煤气化细渣掺烧的稳定性,本实用新型对造粒形成的颗粒物进行了干燥。

另外,对煤气化细渣进行掺烧的主要目的是为了减少环境污染,变废为宝,利用其可燃烧的经济价值,而本实用新型中需要增加粘结剂将煤气化细渣粘结在一起,如果粘结剂的成本远远大于煤气化细渣燃烧的经济价值,那么本实用新型煤气化细渣掺烧系统将不利于推广。为此,本实用新型中粘结剂包括成本较低的淀粉、酰胺和膨润土。其中,所述粘结剂可以仅由淀粉、酰胺和膨润土组成,所述淀粉的添加量为煤气化细渣质量的2-4%,酰胺的添加量为煤气化细渣质量的0.3-0.6%,膨润土的添加量为煤气化细渣质量的1-2%。通常所述煤气化细渣的含水率小于60%。本实用新型使粘结剂仅由淀粉、酰胺和膨润土组成,并对淀粉、酰胺和膨润土的添加量比例进行限定,尤其适用于含水率在47%-53%之间的煤气化细渣,因为当煤气化细渣的含水率高于53%时,若仍按照对应比例添加淀粉、酰胺和膨润土,那么搅拌后的混合物粘度将会逐渐增高且易碎度也逐渐增大,当煤气化细渣的含水率增大至65%以上时,基本就无法进行造粒了;此外,当煤气化细渣的含水率低于47%时,若仍按照对应比例添加淀粉、酰胺和膨润土,那么搅拌后的混合物将因粘度不够而不易造粒。下面举例说明煤气化细渣在对应含水率下,粘结剂中各个组分的可取值:例如,当煤气化细渣的含水率为47%,粘结剂中淀粉的添加量为煤气化细渣质量的2%,酰胺的添加量为煤气化细渣质量的0.3%,膨润土的添加量为煤气化细渣质量的1%;又如,当煤气化细渣的含水率为50%,粘结剂中淀粉的添加量为煤气化细渣质量的3%,酰胺的添加量为煤气化细渣质量的0.4%,膨润土的添加量为煤气化细渣质量的1.5%;再如,当煤气化细渣的含水率为53%,粘结剂中淀粉的添加量为煤气化细渣质量的4%,酰胺的添加量为煤气化细渣质量的0.6%,膨润土的添加量为煤气化细渣质量的2%。

粘结剂中淀粉、酰胺和膨润土这几种成分不仅成本低,而且对其添加比例进行限定可以使煤气化细渣的粘度符合对应的要求。例如,在造粒设备中煤气化细渣与粘结剂搅拌后的粘度太高或太低都不利于造粒,粘度宜适中。由于煤气化细渣和粘结剂造粒形成的颗粒物在被干化后会被送到锅炉进行掺烧,转运时易因受力破碎,且在掺烧时通常会无规则地将对应量颗粒物一并送入锅炉,颗粒物之间、颗粒物与燃煤之间都存在一定的碰撞,因而要求干化后的颗粒物具有一定跌落强度。为了保证颗粒物燃烧的稳定性,是无法通过调整干化后颗粒物的含水率来确保干化后颗粒物的跌落强度的,通过造粒设备对搅拌混合后的煤气化细渣和粘结剂做加压物理处理,只能在一定程度上增大颗粒物的跌落强度,为此本系统通过对粘结剂的组分进行选择,对各个组分的添加量进行限定,来对颗粒物的跌落强度进行调整,以满足颗粒物跌落强度需求。为此,本实用新型对造粒设备所形成的颗粒物做了跌落强度测试实验,当所述粘结剂由淀粉、酰胺和膨润土组成,所述淀粉的添加量为煤气化细渣质量的2-4%,酰胺的添加量为煤气化细渣质量的0.3-0.6%,膨润土的添加量为煤气化细渣质量的1-2%时,造粒设备所形成的颗粒物的跌落强度为按规定高度(例如2m)跌落后粒径大于3mm的颗粒重量占比大于50%,符合转运及掺烧跌落强度要求。由此,本实用新型针对煤气化细渣的微观多孔结构专门研发了对应的粘结剂,通过使粘结剂由淀粉、酰胺和膨润土组成,并对三种成分的添加比例进行限定,不仅可以保证本实用新型煤气化细渣形成具有足够强度的洁净颗粒且掺烧成本小于其燃烧经济价值,便于本实用新型掺烧系统推广,而且可以使煤气化细渣与粘结剂搅拌混合后粘度适中,便于造粒设备进行造粒,还可以保证干化后的颗粒物的跌落强度符合要求。此外,为了进一步保证造粒形成的颗粒物能够得到充分地燃烧,所述造粒设备所形成的颗粒物的粒径大于3mm。

为了进一步保证干化后颗粒物在锅炉中能够稳定燃烧,所述颗粒物经所述干化设备干燥后的含水率小于40%,优选地为25%-35%。在干化时,所述干化设备可以采用太阳能或锅炉废气余热去除所述颗粒物中水分,由此可以避免干化过程对环境造成污染,实现煤气化细渣掺烧零污染。在干化中,太阳能的聚能强度、干化时间可调。为了保证干化的均匀性和高效性,所述干化设备可以包括干燥室、输入机构、翻抛机构和输出机构,所述输入机构将所述颗粒物输入所述干燥室内,所述翻抛机构对所述干燥室内的颗粒物进行翻抛,所述输出机构将干化完成之后的颗粒物输出。此外,本实用新型先对搅拌混合后的煤气化细渣和粘结剂进行造粒再进行干化,如果先进行干化再进行造粒,那么由于干化后混合物的粘度变小且跌落强度变小,干化后再利用造粒设备对混合物进行物理处理,很容易将混合物弄碎,出现很多碎粒粉末,并且造粒后形成的每个颗粒物由内至外的粘度都是相同的,在多个颗粒物同时掺烧时很容易结团。本实用新型先进行造粒再进行干化,如此在造粒过程中不会出现较多的碎粒粉末,并且在造粒后的干化过程中,颗粒物的外部受热更多,从而使颗粒物从内至外粘度逐渐减小,这样在多个颗粒物同时掺烧时,由于颗粒物外侧的粘度较小,使得多个颗粒物之间不易结团,而颗粒物内侧的粘度较大,有利于单个颗粒物成型。

虽然干化后的颗粒物具有一定的强度,但是在输送过程中仍不免有部分细渣,为了进一步充分利用煤气化细渣,本实用新型采用筛分设备5对干燥后的颗粒物进行筛选,将小于预设体积的颗粒物返回至所述混料搅拌机1中,并将筛选出的剩余的颗粒物输送至锅炉4中进行掺烧。由于在添加粘结剂时只会考虑当前煤气化细渣的质量,不会考虑返回混料搅拌机的颗粒物的质量,因此当返回的颗粒物较多时将会影响当前煤气化细渣与粘结剂的粘结效果,但是由于本实用新型的造粒效果较好,返回的颗粒物较少,因此对粘结效果的影响可以忽略不计。此外,本实用新型中所述锅炉可以为循环流化床锅炉。

由上述实施例可见,本实用新型在煤气化细渣掺烧时通过将其与粘结剂进行搅拌混合再进行造粒,可以使煤气化细渣颗粒物在锅炉中充分燃烧,通过对造粒形成的颗粒物进行干化,可以保证煤气化细渣颗粒物燃烧的稳定性,通过将小于预设体积的颗粒物返回至混料搅拌机中,可以进一步充分利用煤气化细渣,通过对搅拌混合后的煤气化细渣和粘结剂先进行造粒再进行干化,如此在造粒过程中不会出现较多的碎粒粉末,并且使颗粒物从内至外粘度逐渐减小,这样在多个颗粒物同时掺烧时,由于颗粒物外侧的粘度较小,使得多个颗粒物之间不易结团,而颗粒物内侧的粘度较大,有利于单个颗粒物成型;此外,本实用新型系统生产工艺全过程洁净运行,对厂区零污染,煤气化细渣造粒所用粘结剂,环保无污染,造粒全过程自动化控制,系统工艺可靠,实现了对气化细渣的资源化利用,不仅大量节省锅炉燃煤资源,节能减排效果明显,还消除了这些废弃物对环境的污染,煤气化细渣资源化利用可为企业创造显著的经济效益、社会效益。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的实用新型后,将容易想到本实用新型的其它实施方案。本申请旨在涵盖本实用新型的任何变型、用途或者适应性变化,这些变型、用途或者适应性变化遵循本实用新型的一般性原理并包括本实用新型未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的,本实用新型的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是,本实用新型并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构,并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本实用新型的范围仅由所附的权利要求来限制。

主题:燃烧设备