一种利用煤粉锅炉处理油基岩屑的方法[发明专利]

(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202110152225.9
(22)申请日 2021.02.04
(71)申请人 国家电投集团贵州金元绥阳产业有
限公司
地址 563300 贵州省遵义市绥阳县蒲场镇
沿河村
申请人 贵州绿昇环保科技有限责任公司
(72)发明人 罗良友　顾和梅　王日安　张明亮　
(74)专利代理机构 遵义市冈鸿专利代理事务所
(普通合伙) 52102
代理人 刘刚
(51)Int.Cl.
F23K 1/00(2006.01)
F23K 1/04(2006.01)
F23K 3/02(2006.01)
F23C 5/08(2006.01)F26B 21/00(2006.01)
(54)发明名称一种利用煤粉锅炉处理油基岩屑的方法(57)摘要一种利用煤粉锅炉处理油基岩屑的方法，将半固态油基岩屑与粉煤灰按1：1～5的比例混合；将粉煤灰油基岩屑混合物与燃煤按1：1～9.9的比例混合；将混合岩屑煤燃料通过输煤系统输送至原煤仓，再通过称重式耐压皮带送到煤粉研磨系统；通过热风去除混合岩屑煤燃料中的水分并研磨成粉状，得粉状屑煤燃料；将粉状屑煤燃料通过气力输送系统输入煤粉锅炉的炉膛燃烧即成。

本发明简单易行、经济实用、普遍适用性好，易于广泛推广应用，减少了处置过程的经济投入；全部利用发电站原有设备和原料，在四角切圆燃烧方式的煤粉锅炉上即可完成油基岩屑的处置，具有安全可靠和节能环保，有效利用了油基岩屑的热值，既提高了锅炉的燃烧稳定性，又
降低了发电煤耗。

权利要求书1页 说明书5页 附图1页CN 112710002 A 2021.04.27
C N 112710002
A
1.一种利用煤粉锅炉处理油基岩屑的方法，其特征在于，该方法包括下列步骤：
（1）半固态油基岩屑预处理
对于半固态油基岩屑，在搅拌池内通过添加粉煤灰来对其进行预处理，半固态油基岩屑与粉煤灰按1：1～5的比例进行混合；主要目的是使其变为固体状的粉煤灰油基岩屑混合物，方便下一阶段与燃煤混合，减少半固态油基岩屑对余下工序的影响以及带来二次环境污染；
（2）混合
将固态油基岩屑或第（1）步中得到的粉煤灰油基岩屑混合物，与燃煤按1：1～9.9的比例进行混合，搅拌均匀，大大降低其粘性，防止在输送过程造成机器设备堵塞，完成后得到混合岩屑煤燃料；
（3）输送
将第（2）步中得到的混合岩屑煤燃料通过输煤系统输送至原煤仓，再通过称重式耐压皮带送到煤粉研磨系统；
（4）制粉
在煤粉研磨系统中通过热风去除第（2）步中得到的混合岩屑煤燃料中的水分，温度为300～350℃；并研磨成粉状，得到粉状屑煤燃料；
（5）燃烧
将第（4）步中得到的粉状屑煤燃料通过气力输送系统输入煤粉锅炉，再经风粉水平浓淡分离，将燃料集中与炉膛中心，热风切圆旋流沿水冷壁四壁和上下包围高温火球燃烧，使油基岩屑在1400℃燃烧区域高温燃烧，达到高温完全燃烧处置油基岩屑的目的。

2.如权利要求1所述的一种利用煤粉锅炉处理油基岩屑的方法，其特征在于，所述的煤粉锅炉按燃烧方式分为：四角切圆煤粉锅炉、W形火焰煤粉锅炉或双W形火焰煤粉锅炉。

权　利　要　求　书1/1页CN 112710002 A
一种利用煤粉锅炉处理油基岩屑的方法
[0001]一种利用煤粉锅炉处理油基岩屑的方法
技术领域
[0002]本发明涉及一种处理油基岩屑的方法，尤其涉及一种利用煤粉锅炉处理油基岩屑的方法。

背景技术
[0003]油基岩屑是注入油基钻井液后、打通开采页岩气“通道”时产生的“废物”。

对油基岩屑的无害化处理，一直是页岩气开发中难以攻克的环保难题。

并且，用于页岩气田开采的油基钻井液均为中国石化自主研发，成分、配方与国外产品不同，因而无法复制国外公司的油基岩屑处理经验。

[0004]目前国内外的多个油田和一些科研单位都对油泥砂的治理做了大量研究工作，提出了许多油泥砂无害化处理和资源化处理的方法，但由于许多方法不具备简单易行、经济实用等特点，其普遍适用性受限，难于广泛推广应用。

[0005]目前油基岩屑的处置方式多为加入一定量的化学稳定剂（CaO、NaCO3、CaCO3）以解决处置过程中的粘结问题，但会带来以下缺陷：一是影响粉煤灰品质，为粉煤灰的再利用带来不利影响；二是降低了煤粉热值，为锅炉的燃烧带来不稳定因素；三是降低了处置经济性，化学稳定剂的购置和存放，将增加油基岩屑处置的经济投入；四是该方法局限于循环流化床，应用范围受限。

发明内容
[0006]本发明是为了解决现有技术中存在的煤粉热值低、化学稳定剂的购置和存放增加了油基岩屑处置经济投入、应用范围受限的技术问题。

[0007]为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种利用煤粉锅炉处理油基岩屑的方法，包括下列步骤：
（1）半固态油基岩屑预处理
对于半固态油基岩屑，在搅拌池内通过添加电厂粉煤灰或者炉渣来对其进行预处理，半固态油基岩屑与粉煤灰或炉渣按1：1～5的比例进行混合；主要目的是使其变为固体状的灰渣油基岩屑混合物，方便下一阶段与燃煤混合，减少半固态油基岩屑对余下工序的影响以及带来二次环境污染；
（2）混合
将固态油基岩屑或第（1）步中得到的粉煤灰油基岩屑混合物，与燃煤按1：1～9.9的比例进行混合，搅拌均匀，大大降低其粘性，防止在输送过程造成机器设备堵塞，完成后得到混合岩屑煤燃料；
（3）输送
将第（2）步中得到的混合岩屑煤燃料通过输煤系统输送至原煤仓，再通过称重式
耐压皮带送到煤粉研磨系统；
（4）干燥和制粉
在煤粉研磨系统中通过热风去除第（2）步中得到的混合岩屑煤燃料中的水分，热风温度为300～350℃；并研磨成粉状，得到粉状屑煤燃料；
（5）燃烧
将第（4）步中得到的粉状屑煤燃料通过气力输送系统输入煤粉锅炉，再经风粉水平浓淡分离，将燃料集中与炉膛中心，热风切圆旋流沿水冷壁四壁和上下包围高温火球燃烧，使油基岩屑在1400℃燃烧区域高温燃烧，达到高温完全燃烧处置油基岩屑的目的。

[0008]所述的煤粉锅炉按燃烧方式分为：四角切圆煤粉锅炉、W形火焰煤粉锅炉或双W形火焰煤粉锅炉。

[0009]采用上述技术方案的有益效果是：
1、本发明简单易行、经济实用、普遍适用性好，易于广泛推广应用，减少了处置过程的经济投入；
2、本发明全部利用发电站原有设备和原料，在四角切圆、W型火焰、双W形火焰、对冲燃烧方式等煤粉锅炉上均能完成油基岩屑的处置，具有安全可靠和节能环保优点，有效利用了油基岩屑的热值，既提高了锅炉的燃烧稳定性，又降低了发电煤耗，且减少燃烧原煤产生的SO2排放；
3、本发明针通过火力发电厂高效燃烧技术彻底对含油废物进行减量化、无害化、资源化处理，达到资源综合利用目标，做到变废为宝，化危为安。

附图说明
[0010]图1为试验前后污染物变化曲线图。

具体实施方式
[0011]下面结合对本发明作进一步详细说明。

[0012]实施例一
一种利用煤粉锅炉处理油基岩屑的方法，包括下列步骤：
（1）半固态油基岩屑预处理
对于半固态油基岩屑，在搅拌池内通过添加电厂自身的粉煤灰或者炉渣来对其进行预处理，半固态油基岩屑与粉煤灰或炉渣按1：2的比例进行混合；主要目的是使其变为固体状的粉煤灰油基岩屑混合物，方便下一阶段与燃煤混合，减少半固态油基岩屑对余下工序的影响以及带来二次环境污染；
（2）混合
将固态油基岩屑或第（1）步中得到的粉煤灰炉渣油基岩屑混合物，与燃煤按1：3的比例进行混合，搅拌均匀，大大降低其粘性，防止在输送过程造成机器设备堵塞，完成后得到混合岩屑煤燃料；
（3）输送
将第（2）步中得到的混合岩屑煤燃料通过输煤系统输送至原煤仓，再通过称重式耐压皮带送到煤粉研磨系统；
（4）干燥和制粉
在煤粉研磨系统中通过热风去除第（2）步中得到的混合岩屑煤燃料中的水分，热风温度为320℃；并研磨成粉状，得到粉状屑煤燃料；
（5）燃烧
将第（4）步中得到的粉状屑煤燃料通过气力输送系统输入煤粉
锅炉，再经风粉水平浓淡分离，将燃料集中与炉膛中心，热风切圆旋流沿水冷壁四壁和上下包围高温火球燃烧，使油基岩屑在1400℃燃烧区域高温燃烧，达到高温完全燃烧处置油基岩屑的目的。

实施例二
一种利用煤粉锅炉处理油基岩屑的方法，包括下列步骤：
（1）半固态油基岩屑预处理
对于半固态油基岩屑，在搅拌池内通过添加电厂自身的粉煤灰或者炉渣来对其进行预处理，半固态油基岩屑与粉煤灰或炉渣按1：3的比例进行混合；主要目的是使其变为固体状的粉煤灰油基岩屑混合物，方便下一阶段与燃煤混合，减少半固态油基岩屑对余下工序的影响以及带来二次环境污染；
（2）混合
将固态油基岩屑或第（1）步中得到的粉煤灰炉渣油基岩屑混合物，与燃煤按1： 6的比例进行混合，搅拌均匀，大大降低其粘性，防止在输送过程造成机器设备堵塞，完成后得到混合岩屑煤燃料；
（3）输送
将第（2）步中得到的混合岩屑煤燃料通过输煤系统输送至原煤仓，再通过称重式耐压皮带送到煤粉研磨系统；
（4）干燥和制粉
在煤粉研磨系统中通过热风去除第（2）步中得到的混合岩屑煤燃料中的水分，热风温度为330℃；并研磨成粉状，得到粉状屑煤燃料；
（5）燃烧
将第（4）步中得到的粉状屑煤燃料通过气力输送系统输入煤粉锅炉，再经风粉水平浓淡分离，将燃料集中与炉膛中心，热风切圆旋流沿水冷壁四壁和上下包围高温火球燃烧，使油基岩屑在1400℃燃烧区域高温燃烧，达到高温完全燃烧处置油基岩屑的目的。

[0013]实施例三
一种利用煤粉锅炉处理油基岩屑的方法，包括下列步骤：
（1）半固态油基岩屑预处理
对于半固态油基岩屑，在搅拌池内通过添加电厂自身的粉煤灰或者炉渣来对其进行预处理，半固态油基岩屑与粉煤灰或炉渣按1：4的比例进行混合；主要目的是使其变为固体状的粉煤灰油基岩屑混合物，方便下一阶段与燃煤混合，减少半固态油基岩屑对余下工序的影响以及带来二次环境污染；
（2）混合
将固态油基岩屑或第（1）步中得到的粉煤灰炉渣油基岩屑混合物，与燃煤按1： 9的比例进行混合，搅拌均匀，大大降低其粘性，防止在输送过程造成机器设备堵塞，完成后
得到混合岩屑煤燃料；
（3）输送
将第（2）步中得到的混合岩屑煤燃料通过输煤系统输送至原煤仓，再通过称重式耐压皮带送到煤粉研磨系统；
（4）干燥和制粉
在煤粉研磨系统中通过热风去除第（2）步中得到的混合岩屑煤燃料中的水分，热风温度为340℃；并研磨成粉状，得到粉状屑煤燃料；
（5）燃烧
将第（4）步中得到的粉状屑煤燃料通过气力输送系统输入煤粉锅炉，再经风粉水平浓淡分离，将燃料集中与炉膛中心，热风切圆旋流沿水冷壁四壁和上下包围高温火球燃烧，使油基岩屑在1400℃燃烧区域高温燃烧，达到高温完全燃烧处置油基岩屑的目的。

[0014]在上述三个实施例中，均采用CG‑480/13.73‑M型四川川锅锅炉，锅炉为单锅筒，自然循环，集中下降管，一次中间再热，倒U型布置的固态排渣煤粉炉，锅炉采用四角切向布置直流式低氮煤粉燃烧器，采用钢球磨中储式热风送粉系统、负压炉膛、平衡通风制粉燃烧系统。

[0015]采用本发明的监视参数表：
表1：试验验期间锅炉废气监测结果
通过监测结果可知，在掺烧油基岩屑的情况下，颗粒物、二氧化硫、氮氧化物仍能够满足《火电厂大气污染物排放标准》（GB13223‑2011）表1中排放标准，二噁英满足《危险废物焚烧污染控制标准》（GB18484‑2001）的标准限值要求。

[0016]表2：试验前后锅炉污染物对比分析
如图1所示，通过对1号锅炉2号锅炉试验期前后的在线监测数据以及试验期间的数据进行对比分析可知，在掺烧含油基岩屑的情况下与未掺烧情况下1号锅炉2号锅炉颗粒物、SO2、NOX的污染物浓度变化不大，均在正常的波动范围之内。

图1。