CN102210971A - 循环流化床锅炉脱硫装置 - Google Patents

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本发明公开了一种循环流化床锅炉脱硫装置，包括循环流化床锅炉、储气罐和石灰石粉输送装置；其特征是所述石灰石粉输送装置，包括石灰石粉罐，石灰石粉罐的下面依次设有彼此通过管道连接的上、下缓冲仓、旋转给料机和混合器；所述储气罐通过进气阀与混合器连通，混合器通过石灰石粉输送管路与锅炉的返料斜腿连通，返料斜腿与锅炉的炉膛连通。本发明运行稳定正常，烟气中SO2的排放浓度能够稳定达标。在入炉煤含硫量高达5％以上的极端条件下，炉内脱硫仍然能够保证烟气中SO2的排放浓度低于国家环保排放限值。解决了现有技术存在脱硫效率低、SO2排放不达标的技术问题。

Description

循环流化床锅炉脱硫装置
技术领域  本发明属于锅炉技术领域，涉及一种循环流化床锅炉脱硫装置。
背景技术  循环流化床(CFB)锅炉是发展迅速并得到广泛应用的清洁燃烧技术。通过炉内添加石灰石粉与煤混合燃烧脱除SO2，通过控制炉膛温度和分级燃烧，实现低NOx排放。由于CFB锅炉能够实现燃料的清洁燃烧，在世界范围内得到快速发展。虽然CFB锅炉技术作为成熟的清洁燃烧方式之一在中国的发展和应用较快，但在发展过程中亦暴露出一些亟待解决的问题，特别是针对高出设计许多的煤炭含硫量和简单脱硫设备等问题导致的脱硫效率低下，造成企业难以实现二氧化硫的达标排放，或因为排放问题而必须负担高额成本。现有技术的锅炉脱硫技术存在脱硫效率低、SO2排放不达标的问题。
发明内容  本发明的目的是解决现有技术存在脱硫效率低、SO2排放不达标的技术问题，提供一种循环流化床锅炉脱硫装置，以克服现有技术的不足。
为了实现上述目的，本发明循环流化床锅炉脱硫装置，是在现有技术的基础上改进实现的，包括循环流化床锅炉、储气罐和石灰石粉输送装置；所述石灰石粉输送装置，包括石灰石粉罐，石灰石粉罐的下面依次设有彼此通过管道连接的上、下缓冲仓、旋转给料机和混合器；所述储气罐通过进气阀与混合器连通，混合器通过石灰石粉输送管路与锅炉的返料斜腿连通，返料斜腿与锅炉的炉膛连通。
为了防止石灰石粉反冲，所述上、下缓冲仓上分别设有锁风闸阀，输送石灰石粉罐内的石灰石粉时，先关闭下缓冲仓的锁风闸阀，待上缓冲仓进满石灰石粉后，关闭上缓冲仓的锁风闸阀，打开下缓冲仓的锁风闸阀使石灰粉落入下缓冲仓经旋转给料机进入混合器与压缩空气充分混合后进入石灰石粉输送管路，经入返料斜腿进入炉膛。
为了防止发生石灰石粉输送管路堵管，所述储气罐设有与石灰石粉输送管路连通的排堵支管，在堵管状况下排堵压缩空气。
为了便于掌握石灰石粉罐、上、下缓冲仓内的石灰石粉的储量，所述石灰石粉罐上设有高低料位计和连续料位计，所述上、下缓冲仓上分别设置高料位计和低料位计，控制上、下缓冲仓进料阀的开启和关闭。
所述进气阀上设有压缩空气压力信号计。
所述旋转给料机与变频电机连接，CFB锅炉脱硫由DCS远程操作，自动控制。
本发明CFB锅炉脱硫装置运行稳定正常，烟气中SO2的排放浓度能够稳定达标。在入炉煤收到基含硫量最高达5％以上的极端条件下，炉内脱硫仍然能够保证烟气中SO2的排放浓度低于国家环保排放限值。解决了现有技术存在脱硫效率低、SO2排放不达标的技术问题。
附图说明  附图是本发明示意图。
图中1、储气罐2、石灰石粉罐3、上、下缓冲仓4、锅炉的返料斜腿5、循环流化床锅炉6、下缓冲仓7、旋转给料机8、混合器9、石灰石粉输送管路10、排堵支管11、进气阀
具体实施方式根据附图，本发明它包括循环流化床锅炉5、储气罐1和石灰石粉输送装置；石灰石粉输送装置，包括石灰石粉罐2，石灰石粉罐2的下面依次设有彼此通过管道连接的上、下缓冲仓3、6、旋转给料机7、和混合器8；储气罐1通过进气阀11与混合器8连通，混合器8通过石灰石粉输送管路9与锅炉的返料斜腿4连通，返料斜腿4与锅炉5的炉膛连通；上、下缓冲仓3、6上分别设有锁风闸阀；储气罐1设有与石灰石粉输送管路9连通的排堵支管10；石灰石粉罐2上设有高低料位计和连续料位计，上、下缓冲仓3、6上分别设置高料位计和低料位计；进气阀11上设有压缩空气压力信号计；旋转给料机7与变频电机连接；循环流化床锅炉5脱硫由DCS远程操作，自动控制。
本发明的工作原理：石灰石粉由石灰石粉罐2进入上缓冲仓3和下缓冲仓6，经旋转给料机7及其下方的混合器8，与压缩空气充分混合后进入石灰石粉输送管路，经入锅炉的返料斜腿4进入炉膛；输送储气罐1提供石灰石粉正常输送的压缩空气和堵管状况下的排堵压缩空气；石灰石粉罐2设置的高低料位计和连续料位计，为运行人员提石灰石粉罐2内石灰石粉存量信息，上缓冲仓3和下缓冲仓6分别设置高料位计和低料位计，控制上、下缓冲仓的进料阀的开启和关闭；进气阀设置压缩空气压力信号计，如果压力过高，说明主输送管道发生堵塞，停止石灰石输送程序，开启排堵程序，旋转给料机7停止进料，开启排堵阀，将堵塞在管道内的石灰石粉输送到炉膛；当压缩空气压力信号恢复正常后，停止排堵程序，开启输送程序，恢复石灰石粉的正常输送。石灰石粉给料量的大小根据烟气中SO2的浓度高低进行调节，通过改变变频电机的转速实现；整个炉内脱硫能够实现DCS远程操作，并能够实现自动控制。
本发明CFB锅炉炉内投石灰石粉脱除SO2的原理为：石灰石粉在850℃条件下发生煅烧反应生成氧化钙，再经过一系列化学反应，氧化钙、SO2和氧气化合生成硫酸钙。由于CO2溢出，固体颗粒氧化钙的孔隙率剧增，为SO2向颗粒内部扩散创造条件，增加了石灰石脱除SO2的利用率。化学反应见下式：
CaCO3→CaO+CO2      (煅烧反应)
CaO+SO2+1/2O2→CaSO4(化合反应)
本发明设计3×460t/h CFB锅炉的尾部烟气脱硫装置工程预算为9720万元，炉内脱硫系统改造的总投资仅2300万元。炉内脱硫的运行结果表明，炉内脱硫系统能够长期稳定运行，烟气中SO2排放能够稳定达标，在入炉煤含硫量波动在0.55％～5.5％，即SO2原始排放浓度在1500～13500mg/Nm3之间(平均值为5045mg/Nm3)，炉内喷石灰石粉脱硫后SO2的排放浓度可以稳定保持在260mg/Nm3以下，平均值为104mg/Nm3，炉内脱硫效率可以达到97.94％。本发明炉内脱硫装置简单，与尾部烟气脱硫相比设备维护量可以忽略不计，而脱硫的唯一产物石膏，大部分由除尘器收集进入飞灰中，少部分进入底渣，飞灰和底渣能够实现100％利用，不产生任何副产物、没有任何二次污染问题。
根据华盛热电3×460t/hCFB锅炉的炉内脱硫设备改造费用及脱硫运行结果，三台CFB锅炉节省脱硫设备初投资6300万元，每年减少SO2排放量5.72万吨，SO2年排放量为0.109万吨，每年利用高硫煤124.95万吨。目前，我国CFB锅炉的装机总量已经达到38510MW，如果80％的CFB锅炉能够实现炉内脱硫，并达到华盛热电的脱硫效果，可以节省脱硫设备初投资60.3亿元，改造后的CFB锅炉每年SO2排放总量仅为8.3万吨、减少SO2排放量393.7万吨，每年有效利用高硫煤9500万吨。我国CFB锅炉的炉内脱硫系统改造对于节省初投资、降低SO2排放、充分利用我国劣质高硫煤资源、拓展火电厂的煤源、缓解煤炭市场的供应紧张压力、降低火电厂的发电成本，都具有重要意义和深远影响，具有巨大的环境效益和经济效益。

Claims (6)

1.一种循环流化床锅炉脱硫装置，包括循环流化床锅炉、储气罐和石灰石粉输送装置；其特征是所述石灰石粉输送装置，包括石灰石粉罐，石灰石粉罐的下面依次设有彼此通过管道连接的上、下缓冲仓、旋转给料机和混合器；所述储气罐通过进气阀与混合器连通，混合器通过石灰石粉输送管路与锅炉的返料斜腿连通，返料斜腿与锅炉的炉膛连通。
2.根据权利要求1所述的循环流化床锅炉脱硫装置，其特征是所述上、下缓冲仓上分别设有锁风闸阀。
3.根据权利要求1所述的循环流化床锅炉脱硫装置，其特征是所述储气罐设有与石灰石粉输送管路连通的排堵支管。
4.根据权利要求1所述的循环流化床锅炉脱硫装置，其特征是所述石灰石粉罐上设有高低料位计和连续料位计，所述上、下缓冲仓上分别设置高料位计和低料位计。
5.根据权利要求1所述的循环流化床锅炉脱硫装置，其特征是所述进气阀上设有压缩空气压力信号计。
6.根据权利要求1所述的循环流化床锅炉脱硫装置，其特征是所述旋转给料机与变频电机连接。
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