高效水煤浆制浆燃烧集成技术分析与应用探究

摘 要：本文根据水煤浆的工艺原理，通过案例分析的方式阐述制浆技术的应用方式，主要介绍了流化式与喷雾式两种水煤浆锅炉的性能与特点，并对该技术在建筑企业的实际应用方式、效果进行分析，最后对技术的应用前景进行展望。

关键词：水煤浆;集成技术;应用

煤气化是煤化工的重中之重，水煤浆气化炉其实就是一个热量平衡炉。在低碳经济背景下，加大对洁净煤技术的研发是降低碳排放的有效途径。对此，水煤浆技术应运而生，是在我国基本国情基础上研发而成，具有高效、节能特点，在锅炉烟尘排放量方面能够达到环保标准，与节能环保目标充分符合。

1 水煤浆制浆技术的工艺原理

水煤浆制浆系统是在子母炉层--悬浮燃烧锅炉的基础上制成，具有功率超声处理、集成膜分离、机械离心分离等功能，可达到污泥资源化利用、有机废液能源利用等目标。集成技术共计包括以下几个模块，即废液处理模块、生物质煤浆制作模块、污泥处理模块等。锅炉属于子母炉膛类型，由主、副燃烧室构成，其中母炉膛为主室，子炉膛为副室，主要的技术原理为：副室具有点火、负荷调节等作用，且伴有独特的配风设计，无需额外设置鼓风机;主室底部安装活动炉排，下层配置风扇，使炉内的温度得到有效控制，有效避免结焦现象发生。装置中的在线吹灰系统能够在线清理炉渣，无需暂停生产，可使设備长期、不间断的运行。在燃烧技术方面，以悬浮层复合燃烧为主，将煤粉燃烧与炉排层燃烧结合起来，在浆枪的作用下摄入到炉膛之中，大部分悬浮颗粒在空中燃烧，剩下的颗粒将散落到炉膛的底部，以层燃的方式再次燃烧，在风能的作用下使底部颗粒能够得以充分燃烧[1]。

2 水煤浆制浆集成技术的实际应用

2.1 项目概况

本文以某工业园中的供汽系统为例，该项目具有20万t/a的水煤浆生产线、20t/h的蒸汽锅炉，由各个工业园区向洗水企业输送蒸汽，部分企业利用污水厂中高浓度有机废水进行制浆。为了计算蒸汽耗量，企业制定蒸汽流量表，由于服装加工的利润空间较小，大多数洗水企业均采用生物质锅炉制成蒸汽，但在本文研究的洗水工业园中，则采用水煤浆集中供热的方式，充分符合国家环保政策的要求。

2.2 水煤浆锅炉性能指标

在悬浮燃烧水煤浆锅炉的类型方面主要分为两种，一种是流化式，另一种为喷雾式。其中，流化式水煤浆锅炉的点火方式为油、气点火;以低温燃烧为主，燃烧效率约为98%，在脱硫性能方面，流化物料可采用石灰石，实现炉内脱硫，在负荷调节方面为30-100%之间，燃烧的适应性较强，能够频繁启动装置，锅炉出力为95%;在排烟温度方面，在高负荷运行状态下，温度一般超过230℃，在中负荷运行状态下，温度一般超过200℃，排烟的损失较大;在运行性能方面，防结渣性能较强，与喷雾式锅炉相比，连续运行时间较长;在除尘、脱硫与环保效果方面，以电除尘器为主，耗电量较高，投入较大，采用湿法除尘的方式，可容易出现二次污染，水耗量较大，以6t/h的锅炉为例，日耗水量为290t，烟囱维修较为频繁，沉淀池的体积较大;

喷雾式水煤浆锅炉的点火方式为油、气点火;以高温燃烧为主，燃烧效率约为96%，在脱硫性能方面，可将脱硫剂加入其中，在炉内完成脱硫操作，在负荷调节方面为50-100%之间，燃烧的适应性较弱，不可频繁启动装置，锅炉出力仅为70%;在排烟温度方面，在高负荷运行状态下，温度一般超过230℃，在中负荷运行状态下，温度一般超过200℃，排烟的损失较大;在运行性能方面，需要定期暂停锅炉运行，在连续15-30d后便需进行打焦处理;在除尘、脱硫与环保效果方面，以电除尘器为主，耗电量较高，投入较大，采用湿法除尘的方式，可容易出现二次污染，水耗量较大，以6t/h的锅炉为例，日耗水量为290t，烟囱需要频繁维修，沉淀池的占地面积较大[2]。

2.3 实际应用

某市H企业是一家建材公司，该企业具有加气混泥土砌块生产线，年产为100万m3，在以往的工作中，主要使用蒸煤锅炉提供蒸汽，发热量较低，为23.01MJ/kg，砌块煤的消耗量为30kg/m3。由于该企业的用汽量较高，传统工艺难以充分满足每年百万立方米环保砖的生产需求，将2台25t/h的水煤浆锅炉引入其中，内部结构为纵置式D型，底部设有炉排，内部具有主、副两个燃烧室，点火速度较快，热效应较强，可在多种水煤浆品种中适用，负荷调节的范围较广，为20%-100%之间。在项目正式投入运行后，与以往使用的设备和工艺相比，节省了10%的成本投入，具有较强的节能性、减排性。与石油、天然气相比来看，在经济性方面更具优势。

2.4技术展望

随着水煤浆技术的不断发展与城市，工业园区将实现能源环境一体化，在燃烧集成技术的应用下，使生产企业中含量较高的有机废液与水媒体混合起来，实现能源环境一体化，真正实现资源的循环利用，为生态循环链的构建提供极大的促进作用。另外，水煤浆激发还将促进污水、污泥能源的优化利用，将其应用到热电系统之中，实现污泥与生物水煤浆共同燃烧，提高污水能源的利用率，进一步达成能源环境相互协调的目标。

3 结论

综上所述，随着工业的现代化发展，水煤浆技术的应用范围也将不断扩大，企业应立足于自身实际需求，积极引入新型水煤浆技术，使自身的生产质量与效率得到显著提升，实现经济效益与环保效益的共赢。

参考文献：

[1]刘建文，袁瑞佳，陈楠.生物质水煤浆制浆燃烧集成系统技术经济分析[J].洁净煤技术，2017，20（1）：88-92.

[2]李福林.低阶煤制备高浓度水煤浆技术现状及发展趋势[J].洁净煤技术，2018，24（6）：20-26.

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