用于石煤提硒提钒综合利用的流化床系统及综合利用方法与流程

用于石煤提硒提钒综合利用的流化床系统及综合利用方法
1.技术领域：本发明涉及燃煤综合利用技术领域，具体涉及一种用于石煤提硒提钒综合利用的流化床系统及综合利用方法。
2.

背景技术：

石煤是一种高灰分、含碳少、热值低的煤炭资源，并伴生有低品位的多金属矿产，我国拥有丰富的石煤资源，其中南方主要石煤产地资源量估计约为640亿吨；由于石煤中伴生的多种金属矿产，如果仅仅作为能源进行焚烧利用，不仅意味着矿产资源的极大浪费，而且这些原本在石煤中稳定存在的重金属一旦释放到环境中，将对环境造成严重的污染；因此，石煤的资源化综合利用，实现其中以硒、钒为代表的金属矿物质的提取，是石煤利用当中的关键；但是，石煤中各种金属矿物质的含量，与常规矿产相比仍然较低，因此各种金属矿物质提取利用的难度较大；例如，对于钒的提取，往往需要对石煤进行长时间的高温煅烧，并且经常需要加入焙烧添加剂，只适用于钒含量高于0.8%的石煤，但实际上大部分石煤中钒含量都在0.5%以下；对于石煤中硒的提取，目前尚无成熟工艺，即使是富含硒的恩施石煤，硒浓度可以达到0.36%，但也不到提硒常用的阳极泥中硒浓度的十分之一，因此目前仍主要停留在生产富硒农产品方面；实现石煤的高效综合利用和以钒、硒为代表的金属矿物质的有效提取，是石煤综合利用技术的突破重点和难点。
3.

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种用于石煤提硒提钒综合利用的流化床系统及综合利用方法，该结构及方法可以实现石煤中热量的高效利用、钒/硒资源的有效提取以及灰渣石膏的综合利用。
4.上述的目的通过以下的技术方案实现：一种用于石煤提硒提钒综合利用的流化床系统，其组成包括：循环流化床锅炉炉膛，所述的循环流化床锅炉炉膛上部与旋风分离器连接，其下部分别与给煤机、返料腿连接，其底部与冷渣器连接，所述的旋风分离器分别与尾部烟道、脱硝还原剂储罐、循环灰冷却器连接，所述的循环灰冷却器与提钒装置连接，所述的提钒装置分别与除尘器、提硒装置连接，所述的提硒装置与水洗塔15连接，所述的尾部烟道上方具有受热面，其底部依次连接所述的除尘器、所述的水洗塔、脱硫塔、烟囱。
5.所述的用于石煤提硒提钒综合利用的流化床系统，所述的受热面分别与发电装置、供热系统相连，所述的给煤机上方与煤仓连接，所述的煤仓上方与破碎筛分装置连接。
6.一种用于石煤提硒提钒综合利用的流化床系统及综合利用方法，该方法包括如下步骤：首先是将石煤通过破碎筛分装置破碎，其粒径控制在1~13mm之间，储存于煤仓中，然后由给煤机送入循环流化床锅炉炉膛，进入循环流化床锅炉炉膛与空气接触焚烧并释放热量，循环流化床锅炉炉膛与旋风分离器、返料腿依次相连构成回路，使得石煤颗粒在循环流化床锅炉内不断循环、焙烧，实现灰渣中钒的氧化，同时实现石煤中硒的氧化并气化释放
到烟气中；循环灰冷却器出口以及除尘器底部出口与提钒装置入口相连，将冷却的循环灰以及捕集的飞灰，进入提钒装置提钒；除尘器出口接水洗塔，通过水洗塔吸收烟气中的气态硒，水洗塔底部出口与提硒装置入口相连，吸收了硒的溶液进入提硒装置提硒；在给煤机中添加氧化剂，促进钒和硒的氧化，以及水洗塔对气态硒的脱除；循环流化床锅炉炉膛的底部与冷渣器入口相连，经过冷却后的底渣部分直接用于路基或建材，部分回到破碎筛分装置进行循环处置；旋风分离器底部一路连返料腿，另一路连循环灰冷却器，旋风分离器与脱硝还原剂储罐相连，通过sncr实现脱硝，旋风分离器上部出口与尾部烟道入口相连，尾部烟道出口依次连接除尘器、水洗塔、脱硫塔，实现除尘和脱硫，净化后的烟气通过烟囱排放；尾部烟道中设有受热面，产生高温蒸汽，受热面出口与发电装置或供热系统相连，实现发电或者供热；提钒装置中加入酸溶液和助浸剂，并维持浸出温度在80~120℃之间，实现循环灰以及飞灰中的钒浸出提取，采用硫酸作为酸溶液，采用硝酸盐、亚硝酸盐、氟化物作为助浸剂；提硒装置中加入还原剂，实现水溶液中的硒还原为单质硒进而过滤提取，还原剂采用烟气中的so2或者加入亚硫酸盐；提钒装置一路出口与提硒装置相连，提钒后的溶液并入提硒装置进行提硒；提钒装置出口的循环灰和飞灰作为建材使用，提硒装置出口的溶液送回水洗塔循环利用，脱硫塔产生的含硒脱硫石膏作为土壤改良剂使用。
7.有益效果：1.本发明是一种用于石煤提硒提钒综合利用的流化床系统及综合利用方法，该结构及其方法是将一定粒径的石煤颗粒送入循环流化床锅炉燃烧，使得石煤中的热能释放，用于发电或者供热，底渣和循环灰中的显热同样被回收利用，具有很高的能源利用效率。
8.2.本发明的石煤在循环流化床内不断循环焙烧，使得石煤中不易提取的三价钒，逐步被氧化为易于提取的五价钒，并且大部分进入循环灰、飞灰当中，从而进入提钒装置进行提取，保证了提钒效率。
9.3.本发明石煤中的硒在循环流化床锅炉燃烧过程中，绝大部分都转变为气态释放到烟气当中，部分被飞灰吸附由除尘器脱除，剩余部分被水洗塔吸收，其中，被水洗塔吸收的硒，直接进入提硒装置，经还原后提取；飞灰中的硒，则在提钒后，相关溶液进入提硒装置，同样还原后提取，保证了提硒效率。
10.4.本发明的底渣通过部分循环处置、部分外排作为路基或者建材，保证循环流化床锅炉正常运行的同时，提高综合利用率，脱硫塔产生的含硒脱硫石膏作为土壤改良剂使用，循环灰、飞灰在实现提硒提钒后，也作为建材加以利用，保证了产物的综合利用。
11.附图说明：附图1是本发明的结构示意图之一。
12.附图2是本发明的结构示意图之二。
13.其中，1、破碎筛分装置，2、煤仓，3、给煤机，4、冷渣器，5、循环流化床锅炉炉膛，6、
旋风分离器，7、返料腿，8、循环灰冷却器，9、脱硝还原剂储罐，10、受热面，11、尾部烟道，12、发电装置，13、供热系统，14、除尘器，15、水洗塔，16、脱硫塔，17、烟囱，21、提钒装置，22、提硒装置。
14.具体实施方式：实施例1：一种用于石煤提硒提钒综合利用的流化床系统，其组成包括：循环流化床锅炉炉膛5，其特征是：所述的循环流化床锅炉炉膛上部与旋风分离器6连接，其下部分别与给煤机3、返料腿7连接，其底部与冷渣器4连接，所述的旋风分离器分别与尾部烟道11、脱硝还原剂储罐9、循环灰冷却器8连接，所述的循环灰冷却器与提钒装置21连接，所述的提钒装置分别与除尘器14、提硒装置22连接，所述的提硒装置与水洗塔15连接，所述的尾部烟道上方具有受热面10，其底部依次连接所述的除尘器、所述的水洗塔、脱硫塔16、烟囱17。
15.实施例2：根据实施例1所述的用于石煤提硒提钒综合利用的流化床系统，所述的受热面分别与发电装置12、供热系统13相连，所述的给煤机上方与煤仓2连接，所述的煤仓上方与破碎筛分装置1连接。
16.实施例3：根据实施例1所述的用于石煤提硒提钒综合利用的流化床系统的综合利用方法，该方法包括如下步骤：首先是将石煤通过破碎筛分装置破碎，其粒径控制在1~13mm之间，储存于煤仓中，然后由给煤机送入循环流化床锅炉炉膛，进入循环流化床锅炉炉膛与空气接触焚烧并释放热量，循环流化床锅炉炉膛与旋风分离器、返料腿依次相连构成回路，使得石煤颗粒在循环流化床锅炉内不断循环、焙烧，实现灰渣中钒的氧化，同时实现石煤中硒的氧化并气化释放到烟气中；循环灰冷却器出口以及除尘器底部出口与提钒装置入口相连，将冷却的循环灰以及捕集的飞灰，进入提钒装置提钒；除尘器出口接水洗塔，通过水洗塔吸收烟气中的气态硒，水洗塔底部出口与提硒装置入口相连，吸收了硒的溶液进入提硒装置提硒；在给煤机中添加氧化剂，促进钒和硒的氧化，以及水洗塔对气态硒的脱除；循环流化床锅炉炉膛的底部与冷渣器入口相连，经过冷却后的底渣部分直接用于路基或建材，部分回到破碎筛分装置进行循环处置；旋风分离器底部一路连返料腿，另一路连循环灰冷却器，旋风分离器与脱硝还原剂储罐相连，通过sncr实现脱硝，旋风分离器上部出口与尾部烟道入口相连，尾部烟道出口依次连接除尘器、水洗塔、脱硫塔，实现除尘和脱硫，净化后的烟气通过烟囱排放；尾部烟道中设有受热面，产生高温蒸汽，受热面出口与发电装置或供热系统相连，实现发电或者供热；提钒装置中加入酸溶液和助浸剂，并维持浸出温度在80~120℃之间，实现循环灰以及飞灰中的钒浸出提取，采用硫酸作为酸溶液，采用硝酸盐、亚硝酸盐、氟化物作为助浸剂；提硒装置中加入还原剂，实现水溶液中的硒还原为单质硒进而过滤提取，还原剂
采用烟气中的so2或者加入亚硫酸盐；提钒装置一路出口与提硒装置相连，提钒后的溶液并入提硒装置进行提硒；提钒装置出口的循环灰和飞灰作为建材使用，提硒装置出口的溶液送回水洗塔循环利用，脱硫塔产生的含硒脱硫石膏作为土壤改良剂使用。
17.本技术的石煤灰分大、热值偏低，不超过10000 kj/kg，一般多在3000~5000 kj/kg，对于这种较低热值的燃料，循环流化床锅炉是一种很好的利用方式，而石煤中的钒、硒含量，则因地而异，需要根据石煤中的含量，确定是否有价值加以提取利用，对于钒、硒含量均较高的石煤资源，参考附图1：石煤通过破碎筛分装置控制粒径在1~10mm，储存于煤仓当中，经由给煤机送入循环流化床锅炉炉膛，与空气接触在800~900℃条件下燃烧，循环流化床锅炉炉膛与旋风分离器、返料腿依次相连构成回路，使得石煤颗粒在锅炉内不断循环、焙烧，达到10min左右的停留时间，实现灰渣中钒的氧化，同时实现石煤中硒的氧化并气化释放到烟气中；循环流化床锅炉炉膛的底部与冷渣器相连，经过冷却后的底渣部分回到破碎筛分装置进行循环处置。旋风分离器底部一路连返料腿，另一路连循环灰冷却器，旋风分离器与脱硝还原剂储罐相连，旋风分离器上部出口与尾部烟道入口相连，尾部烟道出口依次连接除尘器、水洗塔、脱硫塔，烟气通过sncr+esp+ wfgd实现脱硫、脱硝、除尘，净化后的烟气通过烟囱排放；在给煤机中添加氧化剂，进一步促进钒和硒的氧化，以及水洗塔对气态硒的脱除，富集钒的循环灰和飞灰，经循环灰冷却器冷却和除尘器捕集，进入提钒装置，加入硫酸作为酸溶液，加入亚硝酸钠作为助浸剂，并维持浸出温度在90℃左右，实现循环灰以及飞灰中的钒浸出提取；烟气中的气态硒被水洗塔吸收，水洗塔中吸收了硒的溶液以及提钒装置中提钒后的溶液进入提硒装置，加入亚硫酸钠作为还原剂，实现水溶液中的硒还原为单质硒进而过滤提取；在实现提硒提钒的基础上，尾部烟道中设有受热面，产生高温蒸汽，受热面出口与发电装置相连，实现发电，而底渣、循环灰和飞灰则作为建材使用，含硒脱硫石膏作为土壤改良剂使用，实现了石煤的综合利用，本技术系统全面，对钒、硒的提取效率都能达到90%以上。
18.对于硒含量较高、而钒含量较低的石煤资源，参考附图2：首先考虑到经济性，不再设置提钒相关装置，石煤通过破碎筛分装置控制粒径在2~13mm，储存于煤仓当中，经由给煤机送入循环流化床锅炉炉膛，与空气接触在800~900℃条件下燃烧；循环流化床锅炉炉膛与旋风分离器、返料腿依次相连构成回路，使得石煤颗粒在锅炉内不断循环、燃烧，实现石煤中硒的氧化并气化释放到烟气中；循环流化床锅炉炉膛的底部与冷渣器相连。旋风分离器底部一路连返料腿，另一路连循环灰冷却器，旋风分离器与脱硝还原剂储罐相连，旋风分离器上部出口与尾部烟道入口相连，尾部烟道出口依次连接除尘器、水洗塔、脱硫塔，烟气通过sncr+esp+ wfgd实现脱硫、脱硝、除尘，净化后的烟气通过烟囱排放；在给煤机中添加氧化剂，进一步促进硒的氧化，以及水洗塔对气态硒的脱除，烟气中的气态硒被水洗塔吸收，吸收了硒的溶液进入提硒装置，加入亚硫酸钠作为还原剂，实现
水溶液中的硒还原为单质硒进而过滤提取；在实现提硒的基础上，尾部烟道中设有受热面，产生高温蒸汽，受热面出口与供热装置相连，实现对外供热，而底渣、循环灰和飞灰则作为建材使用，含硒脱硫石膏作为土壤改良剂使用，实现石煤的综合利用；本系统较为简单，对硒的提取效率能达到80%以上。

技术特征：

1.一种用于石煤提硒提钒综合利用的流化床系统，其组成包括：循环流化床锅炉炉膛，其特征是：所述的循环流化床锅炉炉膛上部与旋风分离器连接，其下部分别与给煤机、返料腿连接，其底部与冷渣器连接，所述的旋风分离器分别与尾部烟道、脱硝还原剂储罐、循环灰冷却器连接，所述的循环灰冷却器与提钒装置连接，所述的提钒装置分别与除尘器、提硒装置连接，所述的提硒装置与水洗塔连接，所述的尾部烟道上方具有受热面，其底部依次连接所述的除尘器、所述的水洗塔、脱硫塔、烟囱。2.根据权利要求1所述的用于石煤提硒提钒综合利用的流化床系统，其特征是：所述的受热面分别与发电装置、供热系统相连，所述的给煤机上方与煤仓连接，所述的煤仓上方与破碎筛分装置连接。3.根据权利要求1所述的用于石煤提硒提钒综合利用的流化床系统的综合利用方法，其特征是：该方法包括如下步骤：首先是将石煤通过破碎筛分装置破碎，其粒径控制在1~13mm之间，储存于煤仓中，然后由给煤机送入循环流化床锅炉炉膛，进入循环流化床锅炉炉膛与空气接触焚烧并释放热量，循环流化床锅炉炉膛与旋风分离器、返料腿依次相连构成回路，使得石煤颗粒在循环流化床锅炉内不断循环、焙烧，实现灰渣中钒的氧化，同时实现石煤中硒的氧化并气化释放到烟气中；循环灰冷却器出口以及除尘器底部出口与提钒装置入口相连，将冷却的循环灰以及捕集的飞灰，进入提钒装置提钒；除尘器出口接水洗塔，通过水洗塔吸收烟气中的气态硒，水洗塔底部出口与提硒装置入口相连，吸收了硒的溶液进入提硒装置提硒；在给煤机中添加氧化剂，促进钒和硒的氧化，以及水洗塔对气态硒的脱除；循环流化床锅炉炉膛的底部与冷渣器入口相连，经过冷却后的底渣部分直接用于路基或建材，部分回到破碎筛分装置进行循环处置；旋风分离器底部一路连返料腿，另一路连循环灰冷却器，旋风分离器与脱硝还原剂储罐相连，通过sncr实现脱硝，旋风分离器上部出口与尾部烟道入口相连，尾部烟道出口依次连接除尘器、水洗塔、脱硫塔，实现除尘和脱硫，净化后的烟气通过烟囱排放；尾部烟道中设有受热面，产生高温蒸汽，受热面出口与发电装置或供热系统相连，实现发电或者供热；提钒装置中加入酸溶液和助浸剂，并维持浸出温度在80~120℃之间，实现循环灰以及飞灰中的钒浸出提取，采用硫酸作为酸溶液，采用硝酸盐、亚硝酸盐、氟化物作为助浸剂；提硒装置中加入还原剂，实现水溶液中的硒还原为单质硒进而过滤提取，还原剂采用烟气中的so2或者加入亚硫酸盐；提钒装置一路出口与提硒装置相连，提钒后的溶液并入提硒装置进行提硒；提钒装置出口的循环灰和飞灰作为建材使用，提硒装置出口的溶液送回水洗塔循环利用，脱硫塔产生的含硒脱硫石膏作为土壤改良剂使用。

技术总结

一种用于石煤提硒提钒综合利用的流化床系统及综合利用方法。现有技术对于钒的提取，需要对石煤长时间高温煅烧，但对石煤中钒含量在0.5%以下的不适用；对于石煤中硒的提取，目前尚无成熟工艺。本发明组成包括：循环流化床锅炉炉膛（5），循环流化床锅炉炉膛上部与旋风分离器（6）连接，其下部分别与给煤机（3）、返料腿（7）连接，其底部与冷渣器（4）连接，旋风分离器分别与尾部烟道（11）、脱硝还原剂储罐（9）、循环灰冷却器（8）连接，循环灰冷却器与提钒装置（21）连接，提钒装置分别与除尘器（14）、提硒装置（22）连接，提硒装置与水洗塔（15）连接，尾部烟道上方具有受热面（10）。本发明用于石煤提硒提钒综合利用的流化床系统。提钒综合利用的流化床系统。提钒综合利用的流化床系统。