CN101596398B - 一种基于循环流化床锅炉烟道的再脱硫方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于循环流化床锅炉烟道的再脱硫方法，即在现有循环流化床锅炉炉膛与电除尘器之间的锅炉尾部烟道上设置增湿或/和增碱装置，其中：所述增湿或/和增碱装置由增湿器、导风装置和除渣器组成。本发明结合流化床锅炉炉内喷钙脱硫，在尾部增湿活化脱硫，可以充分截获炉内未参与反应的脱硫剂，继续吸收二氧化硫，最大程度的提高脱硫剂利用率和脱硫效率，总脱硫效率可达95％以上。本发明方法可减少企业投资成本，使企业既经济运行又满足环保排放要求。
Description
技术领域
本发明涉及一种锅炉脱硫方法，尤其涉及一种基于循环流化床锅炉烟道的再脱硫方法。
背景技术
目前，循环流化床锅炉脱硫技术中，采用炉内燃烧脱硫的较多，其方法是采用燃煤中掺烧脱硫剂或炉内喷钙脱硫等，但是炉内脱硫往往受到锅炉燃烧工况等众多因素的影响，致使脱硫剂不能充分参与反应，直接影响脱硫剂的利用率和脱硫效率，同时还造成脱硫剂的严重浪费，给企业带来经济损失。
为了提高循环流化床锅炉的脱硫效率，降低脱硫剂的使用量，国内外均有在尾部烟道外增加湿吸收塔，以截获未反应的脱硫剂，继续吸收二氧化硫，提高脱硫剂的利用率并提高脱硫效率的锅炉烟气尾部增湿的方法。但是，所述方法需要在尾部烟道外增加独立的吸收塔，还要改造烟道增加旁通等，增加了脱硫设施的投资费用，延长了烟气路径，增加了烟气排放的阻力和能耗，同时使设备运行及操作难度增加。
发明内容
为了进一步提高循环流化床锅炉中的脱硫剂利用率，以提高脱硫效率，克服现有尾部增湿技术的不足，本发明要解决的问题是提供一种基于循环流化床锅炉烟道的再脱硫方法。本发明的方法不仅能提高脱硫剂的利用率和脱硫效率，而且能减少投资成本、运行成本，使企业即达到环保要求又经济运行的目的。
本发明所述基于循环流化床锅炉烟道的再脱硫方法，其特征在于：在现有循环流化床锅炉炉膛与电除尘器之间的锅炉尾部烟道上设置增湿或/和增碱装置，其中：所述增湿或/和增碱装置由增湿器、导风装置和除渣器组成；所述的增湿器由高压蒸汽系统和高压喷头组成，位置位于锅炉尾部烟道至电除尘之间；所述的导风装置由导风板和螺旋片组成，导风板呈倾斜状位于烟道中间，螺旋片呈螺旋状排列固定于自烟道初始向后至电除尘之间的烟道内壁上；所述除渣器由上插板阀、下插板阀和插板阀间的腔体组成，其上接竖直烟道，下与外界相通，所述上插板阀位于竖直烟道底部，其下部为腔体，腔体截面与竖直烟道截面一致，高度1-10米，腔体底部连接下插板阀并与外界相通。
上述基于循环流化床锅炉烟道的再脱硫方法中：所述增湿或增碱装置优选设置于装有内衬防腐板的锅炉尾部烟道中。
上述基于循环流化床锅炉烟道的再脱硫方法中：所述增湿或/和增碱装置所在的锅炉尾部烟道优选距电除尘器的距离为1-500米。
上述基于循环流化床锅炉烟道的再脱硫方法中：所述增湿器用的高压蒸汽来自循环流化床锅炉产生的水蒸汽，压力要求为0.05Mpa～2.0Mpa。
上述基于循环流化床锅炉烟道的再脱硫方法中：所述增湿器中的高压喷头以烟道中轴为中心呈环形、十字形或井字形等形式均匀排布于锅炉尾部烟道中，其中所述高压喷头排布层数为1-15层，层间距为10-100cm。
其中：高压喷头形式采用直径为2-20cm的高压曲线管，管上周身布置喷孔，喷孔直径为1-3mm，喷孔间距1-20cm。
上述基于循环流化床锅炉烟道的再脱硫方法中：所述导风装置的螺旋片由耐腐蚀材料制成，螺旋片高度为5-20cm，且排布的螺旋片高度由烟道底部向后逐步以0.1～0.5cm/米的趋势变窄。
本发明结合循环流化床锅炉的自身优势，采用炉内喷钙加尾部增湿，实现了高效组合脱硫，实施步骤主要包括：首先将粉状的脱硫剂经卸料和计量装置，通过炉内喷钙输系统送至炉膛内，脱硫剂煅烧固硫，完成炉内燃烧脱硫；未发生固硫反应的脱硫剂，随烟气进入尾部烟道，当其经过设置的增湿装置时，未反应的脱硫剂与雾化水滴反应生成碱性物质(即发生水合反应)，继续吸收二氧化硫，再实施尾部增湿脱硫过程，实现提高循环流化床锅炉脱硫剂利用率及脱硫效率的目的。
利用发明的方法突出效果和创造性表现在：
本发明的方法利用循环流化床锅炉的燃烧特性，并结合循环流化床锅炉炉内钙基脱硫，通过尾部增湿活化，可充分截获炉内未参与反应的脱硫剂，继续吸收二氧化硫，最大程度的提高脱硫剂的利用率和脱硫效率，总脱硫效率可以达到95％以上。
本发明显著的效果是，尾部的增湿装置，是对锅炉尾部烟道的适当改造而成，不需要增加新的外置增湿塔及附属设施，所以投资和运行成本大大降低；此外增湿方式采用高压蒸汽喷雾，能够保证雾化均匀，防止喷嘴结垢、堵塞等一系列运行问题。
本发明在运行中可以最大程度的提高脱硫剂的利用率和脱硫效率，既实现了锅炉燃烧与脱硫的经济性又达到了锅炉排放的环保要求，具有广阔的应用前景和推广空间。
附图说明
图1本发明所述方法的工艺流程简图。
其中：1脱硫剂储仓、2炉内喷钙输送系统、3炉膛、4分离器、5尾部烟道、6增湿或/和增碱装置、7电除尘器、8烟囱。
图2本发明所述锅炉尾部竖直烟道及增湿或/和增碱装置示意图。
其中：5锅炉尾部烟道、7电除尘器、9高压蒸汽、10增湿器、11烟道内衬防腐板、12导风装置(示螺旋片)、13除渣器、14导风装置中的导风板。
具体实施方式
下面结合附图对本发明所述方法作进一步说明，但其不限制本发明。
实施例1
设计某电厂循环流化床锅炉75t/h，实施本发明所述基于循环流化床锅炉烟道的再脱硫方法，其工艺设备流程图如图1所示。
具体设计依据如下：
燃煤含硫量≤1.5％
正常生产时锅炉耗煤量≤11t/h
锅炉烟气量125000m3/h
脱硫前SO2排放浓度2112mg/Nm3
实施基于循环流化床锅炉烟道的再脱硫方法是：在现有循环流化床锅炉炉膛3与电 除尘器7之间的装有内衬防腐板11的锅炉尾部竖直烟道上设置增湿装置6，其中：所述增湿装置由增湿器10、导风装置12和除渣器13组成；所述的增湿器10由高压蒸汽系统和高压喷头组成，位置位于锅炉尾部烟道至电除尘之间；所述的导风装置12由导风板和螺旋片组成，导风板呈倾斜状位于烟道中间，螺旋片呈螺旋状排列固定于自烟道初始向后至电除尘之间的烟道内壁上；所述除渣器13由上插板阀、下插板阀和插板阀间的腔体组成，其上接竖直烟道，下与外界相通，所述上插板阀位于竖直烟道底部，其下部为腔体，腔体截面与竖直烟道截面一致，高度2米，腔体底部连接下插板阀并与外界相通。
其中：所述增湿装置所在的锅炉尾部烟道距电除尘器7的距离为15米。所述增湿器10用的高压蒸汽9来自循环流化床锅炉产生的水蒸汽，压力要求为0.4Mpa～0.5Mpa。所述增湿器10中的高压喷头以烟道中轴为中心环形均匀排布于锅炉尾部烟道中，其中所述高压喷头排布环数为3环，环间距为50cm，所述高压喷头排布层数为5层，层间距为40cm。所述高压喷头曲管直径为8cm，喷孔直径为2mm，喷孔间距3cm。所述导风板的螺旋片由耐腐蚀材料制成，螺旋片高度为10cm，且排布的螺旋片高度由竖直烟道底部向后逐步以0.3cm/米的趋势变窄。
应用基于循环流化床锅炉烟道的再脱硫方法：
外购的脱硫剂---石灰石粉储存于脱硫剂储仓1中，经炉内喷钙脱硫输送系统2喷入炉膛3进行炉内燃烧脱硫；未发生固硫反应的脱硫剂，随烟气进入尾部烟道5的增湿装置6，经水合反应，继续吸收二氧化硫，完成尾部增湿脱硫过程。
循环流化床锅炉经上述方法改进，监测经脱硫处理的烟气SO2排放浓度指标如下：
炉膛出口烟气SO2排放浓度422.4mg/Nm3，炉内脱硫效率达80％；
烟囱烟气排放SO2排放浓度102.5mg/Nm3，尾部增湿脱硫效率达75.7％；
综合以上可得总脱硫效率为95.2％；
脱硫剂耗量0.89t/h(Ca/S＝2计算)，炉内脱硫钙利用率为40％，经尾部增湿后钙利用率达到47.2％。
由实施例1的结果可以看出，本发明方法完全可以弥补循环流化床锅炉炉内喷钙脱硫不充分的不足，有效提高脱硫效率以及钙的利用率，总脱硫效率可达95.2％，钙利用率提高7.2个百分点，效果显著。
实施例2
设计某电厂循环流化床锅炉130t/h，实施本发明所述基于循环流化床锅炉烟道的再脱硫方法，其工艺设备流程图如图1所示。
具体设计依据如下：
燃煤含硫量≤1.5％
正常生产时锅炉耗煤量≤20t/h
锅炉烟气量170000m3/h
脱硫前SO2排放浓度2824mg/Nm3
实施基于循环流化床锅炉烟道的再脱硫方法是：在现有循环流化床锅炉炉膛3与电除尘器7之间的装有内衬防腐板11的锅炉尾部竖直烟道上设置增碱装置6，其中：所 述增碱装置由增湿器10、导风装置12和除渣器13组成；所述的增湿器10由高压碱液系统和高压喷头组成，位置位于锅炉尾部烟道至电除尘之间；所述的导风装置12由导风板和螺旋片组成，导风板呈倾斜状位于烟道中间，螺旋片呈螺旋状排列固定于自烟道初始向后至电除尘之间的烟道内壁上；所述除渣器13由上插板阀、下插板阀和插板阀间的腔体组成，其上接竖直烟道，下与外界相通，所述上插板阀位于竖直烟道底部，其下部为腔体，腔体截面与竖直烟道截面一致，高度2米，腔体底部连接下插板阀并与外界相通。
其中：所述增碱装置所在的锅炉尾部烟道距电除尘器7的距离为15米。所述增湿器10用的高压碱液9来自循环碱池的高压泵，压力要求为0.4Mpa～0.5Mpa，碱液浓度1‰-10‰。所述增湿器10中的高压喷头以烟道中轴为中心环形均匀排布于锅炉尾部烟道中，其中所述高压喷头排布环数为3环，环间距为50cm，所述高压喷头排布层数为5层，层间距为40cm。所述高压喷头曲管直径为8cm，喷孔直径为2mm，喷孔间距3cm。所述导风板的螺旋片由耐腐蚀材料制成，螺旋片高度为10cm，且排布的螺旋片高度由竖直烟道底部向后逐步以0.3cm/米的趋势变窄。
应用基于循环流化床锅炉烟道的再脱硫方法：
外购的脱硫剂---石灰石粉储存于脱硫剂储仓1中，经炉内喷钙脱硫输送系统2喷入炉膛3进行炉内燃烧脱硫；未发生固硫反应的脱硫剂，随烟气进入尾部烟道5的增碱装置6，经水合反应，继续吸收二氧化硫，完成尾部增碱脱硫过程。
循环流化床锅炉经上述方法改进，监测经脱硫处理的烟气SO2排放浓度指标如下：
炉膛出口烟气SO2排放浓度395.36mg/Nm3’，炉内脱硫效率达86％；
烟囱烟气排放SO2排放浓度110.7mg/Nm3，尾部增湿脱硫效率达72％；
综合以上可得总脱硫效率为96.1％；
脱硫剂耗量1.63t/h(Ca/S＝2计算)，炉内脱硫钙利用率为43％，经尾部增碱后钙利用率达到48.05％。
由实施例2的结果也可以看出，本发明方法完全可以弥补循环流化床锅炉炉内喷钙脱硫不充分的不足，有效提高脱硫效率以及钙的利用率，总脱硫效率可达96.1％，钙利用率提高5个百分点，效果显著。
Claims (3)
1.一种基于循环流化床锅炉烟道的再脱硫方法，是在现有循环流化床锅炉炉膛(3)与电除尘器(7)之间的锅炉尾部烟道内设置增湿或/和增碱装置(6)，其中：所述增湿或/和增碱装置由增湿器(10)、导风装置(12)和除渣器(13)组成；其特征在于：所述的增湿器(10)由高压蒸汽系统和高压喷头组成，位置位于锅炉尾部烟道至电除尘之间，其中所述高压喷头以烟道中轴为中心呈环形、十字形或井字形形式均匀排布于锅炉尾部烟道中，高压喷头排布层数为1-15层，层间距为10-100cm；所述的导风装置(12)由导风板和螺旋片组成，导风板呈倾斜状位于烟道中间，螺旋片呈螺旋状排列固定于自烟道初始向后至电除尘之间的烟道内壁上，其中所述螺旋片由耐腐蚀材料制成，螺旋片高度为5-20cm，且排布的螺旋片高度由烟道底部向后逐步以0.1～0.5cm/米的趋势变窄；所述除渣器(13)由上插板阀、下插板阀和插板阀间的腔体组成，其上接竖直烟道，下与外界相通，所述上插板阀位于竖直烟道底部，其下部为腔体，腔体截面与竖直烟道截面一致，高度1-10米，腔体底部连接下插板阀并与外界相通。
2.如权利要求1所述基于循环流化床锅炉烟道的再脱硫方法，其特征在于：所述增湿或增碱装置所在的锅炉尾部烟道距电除尘器(7)的距离为1-500米。
3.如权利要求1所述基于循环流化床锅炉烟道的再脱硫方法，其特征在于：所述高压喷头形式采用直径为2-20cm的高压曲线管，管上周身布置喷孔，喷孔直径为1-3mm，喷孔间距1-20cm。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
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Application publication date: 20091209 Assignee: CRYSTAL WATER AND BLUE SKY ENVIRONMENTAL PROTECTION GROUP CO., LTD. Assignor: Zhu Xuezhi Contract record no.: 2015370000096 Denomination of invention: Re-devulcanization method based on circulating fluidized bed boiler flue Granted publication date: 20120523 License type: Exclusive License Record date: 20150518 |
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| LICC | Enforcement, change and cancellation of record of contracts on the licence for exploitation of a patent or utility model | ||
| C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20160518 Address after: 252000 Mudanjiang Road, Liaocheng Economic Development Zone, Shandong, No. 8 Patentee after: CRYSTAL WATER AND BLUE SKY ENVIRONMENTAL PROTECTION GROUP CO., LTD. Address before: 703 252000, hi tech innovation center, 16 the Yellow River Road, Liaocheng Economic Development Zone, Shandong, China Patentee before: Zhu Xuezhi |
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Granted publication date: 20120523 Termination date: 20200508 |
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