CN1005866B - 环原型循环式流化床燃烧方法 - Google Patents

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Abstract

一种在循环式流化床燃烧系统中燃烧含硫燃料的方法,系统中的燃料在还原条件下于主燃烧区内燃烧,硫以碱性硫化物的形式捕集。把生成的还原性气体氧化成燃烧气,然后再与含有碱性硫化物的固体物分离,分离出的固体物经氧化后再循环到主燃烧区。

Description

还原型循环式流化床燃烧方法
本发明涉及应用流化床燃烧,特别是应用循环式流化燃烧系统的方法,在此系统中含硫的燃料在一种捕集硫的碱性吸收剂存在下燃烧,以形成低硫含量的燃烧气并产生热量,此热量可以通过间接热交换从系统里的固体物和(或)生成的热燃烧气中回收。此系统对于由锅炉给水生产高压水蒸汽特别有用。
循环式流化床燃烧系统是这样一类气/固系统,系统中的全部或大部分固体物被燃烧空气和气体从流化燃烧区淘析到一个稀固相区,从这一个区回收基本上无硫的燃烧气,并在回收热量之后排放入大气中。以蒸汽锅炉的情形为例,这些系统的安装与操作费用都比配备湿法洗气系统的普通烧煤锅炉便宜得多,由于它们操作温度较低并可能进行分段燃烧,其另一特点是与普通烧煤锅炉的情况相比,它们生成的氮的氧化物较少。
循环床系统一般是由美国专利3717700为例的沸腾床系统发展而成,该专利阐述在盘管中进行蒸汽发生,该盘管是一部分浸入并且一部分高出一个由石灰石和燃烧的煤构成的密相沸腾床。煤中的硫转变成二氧化硫并被捕集成为硫酸钙,它可以按上述专利的方法丢弃或再生。因为有些包含未燃烧的煤、灰和硫吸收剂的固体物从密相沸腾床中被淘析出来,于是这些固体物与燃烧气分离,并可用各种方法送回密相沸腾床中。美国专利4103646阐述了发展成为基本上是全循环床系统的一种设计,通常称作“快速床”系统。在该系统中燃烧与石灰石的硫酸盐化是在一个“提升管”里的稀相流化床中进行。能源部报告MC19332-1319(DE83005062)举例说明了进一步发展成的具有更高气体速度的系统,通常称为“输送床”系统。该系统中的固体物也是包含未燃烧煤、灰及硫吸收剂,它们完全悬浮并被夹带在燃烧空气的流化气流中。提升管将物料排放入一个气/固分离器中以除去低含硫量的燃烧气,并最终将固体物再循环到燃烧区。这些输送床系统的特点是具有很高的固体物再循环流量,并在整个固体物循环回路内温度都相当均匀,一般是在760°~985℃之间。系统压力一般在常压至二个大气压之间,但是在某些工艺过程应用中需要高压力系统。
循环流化床燃烧系统利用一种碱性吸收剂与生成的二氧化硫起反应的方法来捕集硫,结果生成相应的碱性硫酸盐,它常常与灰一起作为废物丢弃。在加进了石灰石的系统中,硫是以硫酸钙的形式被捕集,因为硫酸钙是在燃烧系统中氧化占优势的条件下自然形成的,并且可以安全地丢弃。虽然硫酸盐是被丢弃的碱性吸收剂的最后形式,但也料到在燃烧的初期暂时可能有碱性硫化物,例如硫化钙形成。在某些场合,曾试图将燃烧空气的过量减少到接近使燃料与所含硫完全燃烧所需的化学计量比,目的是减少氮的氧化物,结果在从系统中丢弃的固体物里发现有少量的硫化钙。因为在丢弃的固体物中的硫化物会水解成有毒的硫化氢,故有必要在这些固体物丢弃前对它作进一步处理。因此,流化床燃烧系统的设计通常提供充分过量的燃烧空气和足够的气/固接触时间,以确保所有的硫都以硫酸盐的形式丢弃。
这些情况引起了若干问题。首先,采用二氧化硫/硫酸盐途径捕集硫的反应比较慢,因此要求停留时间长。因为燃烧气以高速度运动,所以在密相沸腾床之上必须有大的床面上空间,或者使输送床系统有长的提升管,不管那一种方式,系统的造价都要增加。利用往系统中加入和从系统中排出较大量的碱性吸收剂的方法,以维持碱性氧化物对于硫是大量过量,可以缩短停留时间,但这样作会造成不切实际的经济损失。其次,为了在氧化条件下捕集硫,必须使燃烧空气过量很多,但是已经知道这会使燃烧气中氮的氧化物的含量显著增加。减少过量空气和采用分段燃烧可以减小氮的氧化物的含量,但正如上面提到的,这样的条件对硫的捕集效率不利。
因此,本发明的目的之一,是在一个循环流化床燃烧系统中以这样的方式燃烧含硫燃料,即一方面使生成的燃烧气中硫和氮的氧化物的含量低,同时使采用的碱性吸收剂与燃料含硫量的比例低,从而更经济。
根据本发明,含硫燃料在一个固体物循环式流化床燃烧系统里燃烧,此系统有一个主燃烧区、一个辅燃烧区、一个气/固分离区,一个固体物氧化区,并常常有间接热交换装置。燃烧时将新鲜的碱性吸收剂导入系统中;将含硫燃料与将燃料部分氧化成为还原性气体所需量的燃烧空气一起导入主燃烧区,同时将燃料中释放出的硫捕集成为硫化物并夹带于固体物中;将气体与固体物导入辅燃烧区并导入足量的空气,以把还原性气体烧成经氧化的燃烧气;将燃烧气与仍含有碱性硫化物的夹带的固体物分离开,把分离出的固体物氧化,并把由碱性氧化物和碱性硫酸盐组成的经氧化固体物再循环到主燃烧区。
附图说明了一种输送床类型的循环式流化床燃烧系统,它适合于以最佳方式实行本发明的方法,对此,后面将在一个阐明性实施例中详加描述。
所用的含硫燃料一般是粉状的固体燃料,例如煤、褐煤、或石油焦炭,也可以是经适当制备的木质和纤维质物质。液体燃料,例如重质石油渣油、液体页岩油、制纸浆黑液、煤液化重质产物以及固/液组合燃料也可以使用。在用于蒸汽动力和发生蒸汽时,最常用的燃料是硫含量在0.5至5%(重量)之间的烟煤。
本发明的方法中使用的碱性吸收剂最常用石灰石,因其价廉易得。白云石质石灰石也可使用,但只有其中的钙组分对于吸收硫有效。石灰可用来代替石灰石,但这是不必要的费钱的办法,因为石灰石在整个系统中循环的期间,很容易转化成氧化钙。在一个输送床系统里,新鲜石灰石通常在系统内经两至三次循环即转化成氧化物。其它合适的碱性吸收剂是钠和钾的氧化物、氢氧化物及碳酸盐。当燃烧粉状油页岩时,页岩中的天然小苏打组分是一种合适的吸收剂。
碱性吸收剂和燃料(用固体燃料时)的颗粒大小取决于流化床系统的整体设计、所希望的固体物淘析程度和预期的固体磨耗。一般说来,对于使用密相流化燃烧床,并且是由一次燃烧空气向上流动而进行返混的循环式系统,平均粒度在500至5000微米之间,沸腾床内的固体物密度在320至960千克/米3之间。在这样的床内,空容器气体流速在0.03至3米/秒之间。另一方面,具有稀相流化燃烧床的输送床系统,使用的平均粒度在20至500微米之间,稀相区内固体物密度则在8至320千克/米3之间。对于使用固体粒状燃料与石灰石的输送床系统,最好是使用平均粒度在40至250微米之间的燃料和平均粒度在30至250微米之间的石灰石。
新鲜的碱性吸收剂可以在系统的任何部位加入,但是以在灰、硫酸盐化的与未反应的吸收剂排出的出料口的下游部位加入较好,最好是将新鲜吸收剂加到主燃烧区,以使它与从主燃烧区燃烧的煤中放出的硫有最长的可能接触时间。对于煤/石灰石体系,钙与煤中硫的摩尔比一般是从0.8至2.5。
主燃烧区是在部分氧化条件下操作,操作温度在650℃到1095℃之间,压力在常压至二个大气压之间。主燃烧区最好包括一个下部返混区和一个上部稀固相区,将全部含硫燃料导入下部的返混区,在那里它不但与加入的新鲜吸收剂,还与重新返回主燃烧区的相对大量的碱性吸收剂得到最长的可能接触时间。利用导入的一次空气量少于使燃料完全燃烧的化学计量的量并生成还原性气体的方法,使大部分燃烧在下部的返混区消耗掉。
对于输送床系统的情况,下部的返混区在稀相与湍流混合条件下操作,这些条件使燃料能快速烧光,并得以将经氧化的固体物夹带入主燃烧区。一般说来,在稳态条件下,以再循环的经氧化固体物重量的0.03%至1%的流量将燃料加到稀相返混区,同时以再循环的经氧化固体物重量的0.01%~0.5%的流量加入新鲜吸收剂,最好是和燃料一起加入。气体在稀相返混区的停留时间在0.2至2秒之间。由于最低处的密相床中再循环经氧化固体物的夹带造成“滑落”,固体物在稀相返混区的停留时间会稍长些。在返混区内,30%至98%(重量)的燃料碳将转化为各种碳氧化物,并常常转化为氢,这要视燃料的含湿量与其氢含量而定。
假如对主燃烧区的一次空气累计供应量是空气化学计量需用量的40-95%以便维持该区内的还原条件,则燃料与已加入的或补加的一次燃烧空气一起,在上部的稀固相区内完全转化成还原性气体。当含碱性氧化物和硫酸盐及灰在固体物被夹带在流化气中向上流过主燃烧区时,燃料中基本上以硫化氢的形式放出的硫与一小部分碱性氧化物反应,形成相应的碱性硫化物。硫的反应相当复杂,但在这里可以看作是硫化氢的形成与放出,并且基本上同时由硫化氢与碱性氧化物反应。因为在该种平衡还原条件下没有二氧化硫产生,所以不大有机会形成增量的碱性硫酸盐,但是我们假设,存在于再循环固体物中的碱性硫酸盐可能以一种传递机制参与燃烧及硫的反应。在主燃烧区中必须提供充分的气/固接触时间,以使燃料中基本上全部硫反应成碱性硫化物,使得在离开主燃烧区的气体中仅含有少量的硫化氢。对于沸腾床系统的情况,必须有充足的床面上空间,以保证在还原环境中向上运动的气体与固体的接触时间。在上部稀相区最好采用活塞式流动条件,这样可以确保充分的接触时间,采用输送床系统中的的提升管道即可实现这种条件。在这样的活塞式流动条件中,固体物密度在8至320千克/米3,空容器气体速度3至17米/秒较好。最好是此种系统在整个稀相主燃烧区采用1至3秒的气体停留时间。在一个包括主燃烧区与后面谈到的辅燃烧区的提升管系统中,大约到提升管的稀相区的一半长度以上,滑落现象接近于零,这就是说,固体物速度与气体速度接近相等。若在上述的优选实施方案条件下烧煤并且以石灰石作为新鲜吸收剂,导入主燃烧区的空气量应为空气化学计量体积的55%~90%。在这些条件下烧煤的输送床系统中,由于硫化氢与碱性氧化物的反应,活塞式流动的上部稀相区入口处硫化氢含量的典型值约700ppm,到其出口处将下降到低于100ppm。
随着将二次空气加到夹带固体物的气流中,主燃烧区到此为止,辅燃烧区开始。此时含碱性硫酸盐、氧化物和硫化物的固体物被夹带在含氮和还原性气体的气流中,该气流中只有低含量的以硫化氢形式存在的含硫气体。将二次空气通入到辅燃烧区并且通入量足以把还原性气体烧成低含硫量的经氧化燃烧气。通常,在主燃烧区未燃烧的任何残留固体燃料,都由于和二次空气接触而迅速燃烧。所加入的二次空气量使得累计的燃烧空气供应量增至化学计量空气体积的100%至130%。辅燃烧区与主燃烧区不同,后者基本上不含分子氧,而前者含有1至8摩尔百分数的分子态氧。虽然在叙述中加入燃烧空气是分为一次空气和二次空气而通入,但一次和二次空气都可以分为多个喷入点而通入,以适应各类燃料的特点、循环床系统的构型和燃烧气中氮的氧化物的目标含量。在二次空气入口和它的下游的气/固分离室或分离装置之间,系统的构型特征一般能提供保证还原性气体和所有残余燃料的完全燃烧,以及所含少量的硫化氢转化成二氧化硫足够而有余的气体停留时间,但是对于从夹带的固体物中释放出含硫气体则是不足够的。较好的方式是将该辅燃烧区作为主燃烧区的上部稀固体物相部分的构型上的延伸区,例如以类似于活塞式流动条件操作的输送床系统的提升管道,但其空容器气体速度要更高些,为6-30米/秒。在这些条件下,提升管必须足够长以使辅燃烧区的气体停留时间为最少0.25秒,气体停留时间最好为0.3至1秒。
将燃烧气与夹带的固体物由辅燃烧区导入气/固分离区,固体物中仍含有灰、碱性氧化物、硫酸盐,一般还有千分之几到最多百分之三重量的碱性硫化物,具体含量视燃料中的硫含量而定。分离区可以是辅燃烧区的延伸段,但它具有充分大的流动横截面,足以将气/固速度减小到在重力作用下能将固体物分离。在输送床系统中,最好是利用由辅然烧区提升管出口处的气/固的高速度在惯性分离装置中进行分离,这些分离装置利用流动方向变化,例如旋风分离器,或设有气体流动反向装置的分离室。在全负荷条件下,提升管出口的气体速度可达15至30米/秒。全负荷时使用高速,在负荷减小的条件下使用低速。在满负荷出口速度的上限范围之内,气体从提升管燃料入口到气/固分离区的总停留时间一般为2至4秒,固体物停留时间则在3至10秒之间。然后把从气/固分离区回收的低含硫量的燃烧气通到一个对流区,利用适当的盘管从其中回收高温和低温热能,这些热量例如可以供蒸汽过热、锅炉给水加热、燃烧空气预热或其它实际应用。在回收了低温热能之后,一般应对燃烧气作最后的除尘处理(例如在集尘袋室里),然后排放到大气中。
将自气/固分离区回收的仍然含有碱性硫化物的固体物导入在590至985℃之间操作的固体物流化氧化区,固体物在这里与空气接触,其停留时间至少在1至30秒,以便使分离出的固体物中的碱性硫化物基本上全部转化成碱性硫酸盐。因为从大颗粒碱性硫化物转化到硫酸盐是很慢的,固体物氧化阶段最好是在一个被氧化性气流流态化的密相沸腾床中进行,使固体物的停留时间在1到50秒、温度在760至920℃范围。导入固体物氧化区的空气量和接触时间对氧化碱性硫化物应足够。为氧化固体物所用的空气是对主燃烧区与辅燃烧区所需的燃烧空气的补充,并且通常与燃烧系统的燃烧中含硫量直接有关。此空气量一般应相当于燃烧用空气的化学计量体积值的1~5%。在输送床燃烧系统中最好采用密相床固体物氧化区,以便提供所需的固体物停留时间,并且这个床要有足够的高度以产生使固体物通过稀相主燃烧区及辅燃烧区循环所需的流态化背压。在这些条件下,固体物氧化区最好是在提升管出口温度或接近于该温度操作。
从固体物氧化区回收的经氧化的固体物中基本上不含硫化物,它主要由碱性氧化物、碱性硫酸盐、灰及惰性物质组成。在煤里加入多量石灰石作为碱性吸收剂的情况下,这些固体物一般含有20~85%重量的硫酸钙,5~15%重量的氧化钙,25~75%重量的灰及惰性物质,只有少量的碳酸钙。在固体物重新循环到主燃烧区之前,间歇地或连续地从系统中清除一小部分经氧化的固体物,以维持循环床系统中灰和碱性硫酸盐在较低浓度。
根据结构形状,间接热交换装置可以适当地安装在循环床系统的不同部位,但最好是安装在固体物氧化区的下游部位,或是装在位于固体物氧化区与主燃烧区之间的单独的热交换区里。这些位置较好,因为这样安排使金属的热交换表面只暴露于经完全氧化的固体物之中。与在系统中其它部位存在的含有碱性硫化物的固体物和(或)硫化氢相比,经完全氧化的固体物的腐蚀性小得多。另外,在固体物氧化区或下游的热交换区中的密相床条件,比稀相固体物床的热传递特性要好得多。
最后,如前所述,将经氧化的固体物除掉排放的物料流之后,通过机械方式或流态化方式将这些固体物再循环到主燃烧区,最好是再夹带入主燃烧区下部的返混区。
现在参看附图,此图画的是输送床类型的循环流化床燃烧系统,它特别适于在蒸汽锅炉用途中实施本发明的方法。此系统包括一个燃烧用的“折叠式提升管”,它包括竖向的提升管1,横跨管2和短的下流管3,供固体物顺时针方向流动。折叠式提升管为圆形截面,其有效直径为2.4米,并且和系统里其他暴露在高温与循环固体物颗粒中的部分一样,内衬有可铸制的耐火绝缘材料,这些在图上部分地用虚线表示出来。竖向提升管总高33.5米(包括热交换段),其底部有清除固体物的出口4,下部有用于密相流化床6进行流态化的空气喷射环5,提升管内还设置有由锅炉给水产生蒸汽的直立的蒸发器盘管7,进料与一次空气入口8,以及二次空气入口9。进料与一次空气入口8向稀相气/固主燃烧区10排料,此区限定在由耐火绝缘材料形成的两个收缩颈11之间,在图上一般称作返混主燃烧区。这两个收缩颈实际上将竖向提升管分成三个不同的固体物流化区,第一个是密相沸腾床6,第二个是混合区10,它包含着处于充分湍流和返混状态中的固体物颗粒的稀相悬浮体,第三区是位于混合区之上的活塞式流动主燃烧区12,它包含着与气体一起处于活塞式流动的固体颗粒的稀相悬浮体。这就是说,其特点是气体与颗粒具有近似相等的停留时间。
二次空气进口9位于竖向提升管的上部,而且一般说来,由它划分主燃烧区的终止与辅燃烧区的开始。辅燃烧区包括提升管1的上部和整个横跨管2和下流管3。在折叠式提升管内主燃烧区与辅燃烧区的长度为29米。
输送型流化床燃烧系统另外还包括主分离器13,其内是气/固分离区,它紧靠在下流管的下面,以便从载气中初步分离出固体物。此外,还有多个旋风分离器14(图中只画出一个)成环形地安装在主分离器的周围。旋风分离器通过环形歧管15将热的燃烧气排放入对流区(未画出)以进一步回收热量,然后再导入集尘袋室(也未画出)作最后的除尘处理。主分离器13和旋风分离器14都把热的固体颗粒排放到立管16中,此立管包含密相流化床6的延伸部分,直到位于立管顶部与主分离器13底部之间的收缩颈17处。收缩颈17也是稀相与密相固体物流动之间的过渡区。空气入口18位于立管16的底部,其作用是把氧化性气体排放入图中通常称为固体物氧化区19的区域。在立管16底部的回转弯管和次级旋风分离器14的固体物下流管里还装有辅助的流态化空气入口(未画出),以维持流态化和控制固体物流动。图中20是空气,21是灰、CaSO4及CaO,22是煤、空气、石灰石,23是气/固分离区,24是辅燃烧区,25是活塞式流动主燃烧区,26是返混主燃烧区。
下面叙述将匹茨堡8号烟煤应用于本系统的操作情况,煤中含有4.3%重量的硫、8.5%重量的灰和3.3%重量的水分,磨碎到平均粒度为50微米。以Greer石灰石作为捕集硫的新鲜碱性吸收剂,它含有90%重量的碳酸钙并磨碎至平均粒度为30微米。
将2.1千克/秒的煤和0.47千克/秒的石灰石与16.3千克/秒的空气混在一起,由入口8注入混合区10。大约97%重量的煤在混合区内的部分氧化条件下燃烧,此区内的温度为900℃,压力为1.15千克/厘米2,产生的还原性气流通过上收缩颈11,其成分如下:
氧 0%
氮 68.9摩尔%
二氧化碳 13.7摩尔%
一氧化碳 6.3摩尔%
氢 2.8摩尔%
硫化氢 1510ppm.
NOx 74ppm.
二氧化硫 0ppm.
混合区内的湍流条件从密相床6以大约978千克/秒的流量带走再循环的经氧化的固体物,此固体物由大约52%重量的硫酸钙、14%重量的氧化钙、痕量的碳酸钙和34%重量的灰分及惰性物质所组成。这个由气/固组合的混合物由于立管16中约12米高的固体物下流管产生的背压而经竖向提升管1向上流,其流动基本上是活塞式流动,空容器气体流速为13.7米/秒,固体物密度约为16千克/米3,在竖向提升管紧靠二次空气入口9的下方处测得固体物流量为979千克/秒。这一位置高出混合段约18米,煤的部分氧化在这里已基本完成,煤中的含硫成分几乎全都转化成了硫化氢,并且与夹带的固体物中的一小部分氧化钙反应形成硫化钙。由于投入新料的流量低于系统中固体物的循环流量,夹带固体物中的硫化钙重量含量为千分之几。除了硫化氢的含量减小到约65ppm之外,气体的成分与离开混合段时相比几乎不变。由上述可知,竖向提升管1中的活塞式流动主燃烧区主要起硫化氢/氧化钙反应器的作用。
由二次空气入口9,将7.6千克/秒的二次空气导入竖向提升管,这使得累计的空气供应量超过为氧化残余煤和气/固流中还原性气体组分所需的化学计量值,但是由于在活塞式流动的折叠式提升管的横跨管2和下流管3中停留时间不够长,夹带固体物中的硫化钙组分并未有效地被氧化。在气相氧化条件下,硫化氢和所有残余的煤中的硫都被氧化成二氧化硫,达到了容许排放的含量。由辅燃烧区进入一次分离器13的燃烧气流的成分如下:
氧 1.9摩尔%
氮 74.1摩尔%
二氧化碳 14.7摩尔%
一氧化碳 痕量
氢 0
硫化氢 0
NOx 43ppm
二氧化硫 99ppm
如前所述,燃烧气在主分离器13和二次旋风分离器14中与夹带的固体物分离开。通过减速并结合气体流路反向,主分离器除掉约一半固体物。燃烧气的温度约900℃,经过歧管15,以25.7千克/秒的流量流向下游的热回收段。
分离出的含有硫化钙的固体物从分离器与旋风分离器中落到立管16的上部,形成一个密相的流化床,这个床向下延伸到竖向提升管1的底部。通过入口18(以及其它未画出的流态化空气入口)导入0.8千克/秒的空气,以便在立管内的固体物氧化区里,将分离出的固体物中的硫化钙组分实质上全部氧化成硫酸钙。密相流化床的固体物密度为641千克/米3,空容器气体速度为0.6米/秒,物料流中含有大量的循环固体物,于是可达到32秒的固体物停留时间,这对于硫化钙氧化成硫酸钙的较慢的反应也是足够的。在900℃的立管温度,很少或根本不生成二氧化硫。经氧化的固体物由固体物氧化区通过密相床6的下部,从而完成循环回路。同时,由出口4以0.66千克/秒的流量清除出一部分经氧化的固体物,以排掉系统中的灰分与硫酸钙,且使其排出流量与它们形成的速率大体相同。留下来的绝大部分经氧化的固体物通过蒸发器盘管7周围,再循环到混合段10。
上述系统每小时释放出热量54.7×106千卡,其中的56%,即每小时30.7×106千卡,是在固体物循环回路之内,以263℃的饱和水蒸汽的形式在蒸发器盘管7中取走的,此蒸汽随即又在热气流段被过热到400℃。在上述系统中,采用钙对硫的摩尔比为1.5,石灰石利用率为60%,硫的脱除率达到90重量%。
如果上述构型的系统以同样的煤与石灰石加料速率操作,但在与本发明相反的传统的氧化条件下燃烧燃料,并且从产生的二氧化硫中捕集硫,则硫的脱除率降到79重量%。为了把硫的脱除率提高到上述本发明实施例达到的水平,燃烧区提升管的长度需要再加长26米,以便为二氧化硫与氧化钙反应提供充分的固体物停留时间。除了加长提升管使得装置费用大大增加之外,系统中的压力降将从0.133千克/厘米2增加到0.163千克/厘米2,从而也使供应燃烧空气的操作费用增加。

Claims (26)

1、一种在循环式流化床燃烧系统中燃烧含硫燃料的方法,该方法包括:
(a)将新的碱性吸收剂加入该循环式流化床燃烧系统中;
(b)将含硫燃料加入主燃烧区;
(c)将适量的一次空气导入主燃烧区,该空气量足够在主燃烧区的还原性气氛中产生还原性气体和包含碱性硫酸盐、碱性氧化物和碱性硫化物的夹带的固体颗粒物;
(d)将产生的上述还原性气体和夹带的固体颗粒物导入辅燃烧区;
(e)将足量的二次空气导入辅燃烧区,使全部所述还原性气体和所述夹带的固体颗粒物中的全部残余可燃烧部分实质上完全燃烧,并产生低含硫量的氧化性燃烧气和含有碱性硫化物的夹带的固体颗粒物;
(f)将所述氧化性燃烧气和含有碱性硫化物的夹带固体颗粒物导入气固分离区,并从中分离燃烧气和含碱性硫化物的固体颗粒物;
(g)将所述分离出的固体颗粒物导入流态化的固体颗粒物氧化区,同时向该固体颗粒物氧化区通入足量的空气使其流化并将固体颗粒物中的碱性硫化物实质上全部转化成为碱性硫酸盐;
(h)从该流态化的固体颗粒物氧化区回收经氧化的固体颗粒物作为再循环的物料并将它们引入该主燃烧区;
(i)回收所分离出的高温燃烧气体。
2、按照权利要求1的方法,其特征在于该主燃烧区是由下部的返混区和上部的稀固相区组成,而且全部含硫燃料都引入下部的返混区。
3、按照权利要求2的方法,其特征在于将新鲜的碱性吸收剂引入下部返混区。
4、按照权利要求2的方法,其特征在于将一次空气以空气的化学计量体积的40~95%的量导入主燃烧区,而且至少大部分一次空气是导入下部的返混区。
5、按照权利要求1或2的方法,其特征在于将石灰石作为新鲜的碱性吸收剂,含硫燃料是一种固体燃料。
6、按照权利要求1的方法,其特征在于该主燃烧区内的部分氧化条件包括操作温度在650至1095℃,操作压力为常压至二个大气压。
7、按照权利要求1或4的方法,其特征在于向辅燃烧区导入的二次空气量,应使对主燃烧区与辅燃烧区的空气累计供应量为空气的化学计量体积的100~130%。
8、按照权利要求2的方法,其特征在于该主燃烧区中的上部稀固相区实际上无分子氧,辅燃烧区中含有1~8摩尔%的分子氧。
9、按照权利要求1的方法,其特征在于该固体物氧化区包括一个操作温度为590~985℃的流化床,分离出的固体物与空气接触,固体物停留时间至少为1~30秒,
10、按照权利要求2的方法,其特征在于该主燃烧区内的下部返混区包括一个密固相流化床,其固体物密度在320至960千克/米3之间。
11、按照权利要求1的方法,其特征在于该循环流化床燃烧系统在760~980℃的温度范围操作,主燃烧区与辅燃烧区由固体物密度在8至320千克/米3的稀相流化床组成。
12、按照权利要求11的方法,其特征在于该主燃烧区包括下部的一个稀固相返混区和上部的一个稀固相区,后者是以活塞式流动条件操作。
13、按照权利要求12的方法,其特征在于该新鲜吸收剂为石灰石,含硫燃料为煤,它们被加到下部的稀固相返混区,而一次空气则以空气的化学计量体积的55~90%的量导入主燃烧区。
14、按照权利要求11的方法,其特征在于该主燃烧区是以气体停留时间1至3秒的条件下操作。
15、按照权利要求11的方法,其特征在于该辅燃烧区是以最短气体停留时间为0.25秒的条件下操作。
16、按照权利要求11的方法,其特征在于该固体物氧化区包括一个在760~920℃温度操作的稀相流化床,固体物停留时间为1到50秒。
17、按照权利要求11的方法,其特征在于该再循环的经氧化固体物对于新鲜碱性吸收剂的稳态重量流量比在200至10000之间,再循环的经氧化固体物对含硫燃料的稳态重量流量比在100至3300之间。
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