CN103272475A

CN103272475A - 循环流化床锅炉的脱硫系统

Info

Publication number: CN103272475A
Application number: CN2013102131756A
Authority: CN
Inventors: 姚一平; 王蜀湘; 白继亮; 杨海瑞; 陶世健; 谢泽良; 邹利强; 邱建能; 杨杰
Original assignee: SICHUAN BAIMA CIRCULATING FLUIDIZED BED DEMONSTRATION POWER PLANT CO Ltd; Shenhua Group Corp Ltd; Shenhua Guoneng Group Corp Ltd
Current assignee: SICHUAN BAIMA CIRCULATING FLUIDIZED BED DEMONSTRATION POWER PLANT CO Ltd; Shenhua Group Corp Ltd; Shenhua Guoneng Group Corp Ltd
Priority date: 2013-05-31
Filing date: 2013-05-31
Publication date: 2013-09-04
Anticipated expiration: 2033-05-31
Also published as: CN103272475B

Abstract

本发明公开了一种循环流化床锅炉的脱硫系统，该脱硫系统包括旋风分离器（12），该旋风分离器（12）的上部与所述锅炉的炉膛（11）的上部连接，所述旋风分离器（12）的下部通过返料管（13）与所述炉膛（11）的下部连接，其中，所述返料管（13）具有脱硫剂入口（10），该脱硫剂入口（10）位于所述返料管（13）的负压位置。该脱硫系统的脱硫剂容易喷入锅炉内，脱硫效率较高，能耗较低。

Description

循环流化床锅炉的脱硫系统

技术领域

本发明涉及发电领域，具体地，涉及一种循环流化床锅炉的脱硫系统。

背景技术

SO₂作为燃煤电厂的循环流化床锅炉排放的烟气中最主要的污染物，其排放受到很严格的限制，因此燃煤电厂的循环流化床锅炉通常都设置有脱硫系统，以对锅炉燃烧煤炭产生的废气进行脱硫，从而保证烟气脱硫系统的高效可靠运行，能够降低环境污染。

循环流化床锅炉是利用清洁高效的低品质煤进行发电的设备，其通常采用向锅炉内添加石灰石等脱硫剂的烟气脱硫方式进行脱硫，脱硫效率可以达到90%。循环流化床锅炉的床温均匀且较低（一般在850℃～950℃），这个温度恰好是固硫反应的最佳温度，同时，锅炉内的气固流动特性决定了脱硫剂颗粒具有较长的停留时间，使得脱硫剂颗粒与烟气中的SO₂气体能够充分接触，从而提高脱硫反应的效果。

在循环流化床锅炉中，影响循环流化床锅炉的炉内脱硫效果的因素很多，主要包括床温、钙硫比、脱硫剂粒径、旋风分离器效率、烟气成分等。其中，脱硫剂在锅炉上的喷入位置决定了脱硫剂参与脱硫反应的时机，并且直接影响仓储、输运系统的设计安装，因此显得尤为重要。现有技术中脱硫剂在锅炉上的喷入位置通常采用在炉膛的下部的密相区进行开孔、从上下二次风管的弯头处喷向二次风口、在落煤管处随煤喷入炉膛、在回料腿的斜腿上开孔并且随循环灰进入炉膛内等方式进行设置。

但是，在以上各种喷入位置，炉膛内的压力基本处于正压范围，造成脱硫剂喷入困难，脱硫剂需要另外采用高压的风力加以气力进行输送才能进入锅炉内。由于气力输送的悬浮浓度较大，使得脱硫剂的流化性能较差，且气力输送状态不稳定，导致脱硫效果较差；气力输送沿程管道长、弯头多，导致阻力较大，风机的功耗较大，管道磨损严重，并且石灰石等脱硫剂容易吸潮板结，经常造成管道堵塞。同时，由于脱硫剂投入后吸热煅烧分解，循环流化床锅炉的床温降低，导致密相区的燃烧状态一定程度上的恶化。

发明内容

本发明的目的是提供一种循环流化床锅炉的脱硫系统，该脱硫系统的脱硫剂容易喷入锅炉内，脱硫效率较高，能耗较低。

为了实现上述目的，本发明提供一种循环流化床锅炉的脱硫系统，该脱硫系统包括旋风分离器，该旋风分离器的上部与所述锅炉的炉膛的上部连接，所述旋风分离器的下部通过返料管与所述炉膛的下部连接，其中，所述返料管具有脱硫剂入口，该脱硫剂入口位于所述返料管的负压位置。

优选地，所述脱硫系统还包括脱硫剂供给装置，该脱硫剂供给装置与所述脱硫剂入口连接，以将脱硫剂输送到所述返料管内。

优选地，所述返料管包括彼此连接的垂直部和弯曲部，所述垂直部与所述旋风分离器的下端连接，所述弯曲部与所述炉膛的下部连接，所述脱硫剂入口位于所述垂直部上。

优选地，所述脱硫剂供给装置包括储料罐、混合室和供气管，所述储料罐的出料口与所述混合室的进料口连接，所述混合室的进气口与所述供气管连接，所述混合室的出料口与所述脱硫剂入口连接。

优选地，所述脱硫剂供给装置还包括缓冲仓，该缓冲仓连接在所述储料罐的出料口和所述混合室的进料口之间。

优选地，所述储料罐、所述缓冲仓和所述混合室沿高度方向从上向下依次布置。

优选地，所述储料罐的出料口通过第一管道与所述缓冲仓的进料口连接且该第一管道上设置有第一旋转给料阀。

优选地，所述缓冲仓的出料口通过第二管道与所述混合室的进料口连接且该第二管道上设置有第二旋转给料阀。

优选地，所述脱硫剂供给装置还包括送料管，所述混合室的出料口通过所述送料管与所述脱硫剂入口连接。

优选地，所述送料管上设置有截止阀。

优选地，所述供气管上设置有止回阀。

优选地，所述脱硫剂供给装置还包括进料管，该进料管与所述储料罐的进料口连接。

通过上述技术方案，锅炉燃煤产生的烟气从炉膛的上部排入旋风分离器进行分离，从而烟气中的气体和微小固体颗粒与较大的固体颗粒能够分离开，气体携带微小固体颗粒从旋风分离器的上部排出，较大的固体颗粒由旋风分离器的下部排入返料管内，并且堆积在返料管的下部，进而再次返回到炉膛内进行燃烧。

由于返料管设置有脱硫剂入口且该脱硫剂入口位于负压位置，从而脱硫剂能够在负压力的作用下被吸入返料管内与固体颗粒混合，进而脱硫剂随固体颗粒进入炉膛内与物料混合进行脱硫，使得整个锅炉内均分布有脱硫剂，并且脱硫剂在返料管内进行了预煅烧，加快了脱硫反应速度，脱硫效率提高，输送脱硫剂的能耗降低。

本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明的具体实施方式的循环流化床锅炉的脱硫系统的结构示意图。

附图标记说明

1 储料罐 2 进料管

3 缓冲仓 4a 第一旋转给料阀

4b 第二旋转给料阀 5 供气管

6 止回阀 7 混合室

8 送料管 9 截止阀

10 脱硫剂入口 11 炉膛

12 旋风分离器 13 返料管

13a 垂直部 13b 弯曲部

14 脱硫剂供给装置

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

在本发明中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下”通常是指沿图1所示的高度方向的较高位置和较低位置。

如图1所示，本发明的具体实施方式提供一种循环流化床锅炉的脱硫系统，该脱硫系统包括旋风分离器12，该旋风分离器12的上部与所述锅炉的炉膛11的上部连接，所述旋风分离器12的下部通过返料管13与所述炉膛11的下部连接，其中，所述返料管13具有脱硫剂入口10，该脱硫剂入口10位于所述返料管13的负压位置。

锅炉燃煤产生的烟气从炉膛11的上部排入旋风分离器12进行分离，从而烟气中的气体和微小固体颗粒与较大的固体颗粒能够分离开，气体携带微小固体颗粒从旋风分离器12的上部排出，较大的固体颗粒由旋风分离器12的下部排入返料管13内，并且堆积在返料管13的下部，进而再次返回到炉膛11内进行燃烧。

由于返料管13设置有脱硫剂入口10且该脱硫剂入口10位于负压位置，从而脱硫剂（可以采用石灰石，其为粉末状）能够在负压力的作用下被吸入返料管13内与固体颗粒混合，进而脱硫剂随固体颗粒进入炉膛11内与物料混合进行脱硫，使得整个锅炉内均分布有脱硫剂，并且脱硫剂在返料管13内进行了预煅烧，加快了脱硫反应速度，脱硫效率提高，输送脱硫剂的能耗降低。

喷入返料管13的中下部的脱硫剂与经过旋风分离器12分离的循环灰（较大的固体颗粒）充分混合，并且脱硫剂吸热发生煅烧反应。以石灰石为例，其主要成分可在煅烧反应中由CaCO₃转变为CaO，从而有利于其快速与SO₂发生脱硫反应。脱硫剂随着循环灰经返料管13输送回炉膛11内，并且继续被流化。此时，脱硫剂继续完成煅烧，并与烟气中的SO₂充分混合发生气固异相反应而将SO₂转化为硫酸盐等固体成分，实现炉内脱硫过程。

另外，旋风分离器12内通常为负压，而炉膛11内压力通常较高，因此返料管13内的压力由旋风分离器12向炉膛11逐渐减小，从而循环灰在压力作用下流到炉膛11内。

如图1所示，为了方便向返料管13内输送脱硫剂，优选地，所述脱硫系统还包括脱硫剂供给装置14，该脱硫剂供给装置14与所述脱硫剂入口10连接，以将脱硫剂输送到所述返料管13内。脱硫剂供给装置14通过脱硫剂入口10向返料管13内输送脱硫剂，以根据生产的需要随时向返料管13内添加适量的脱硫剂，操作方便、安全。

脱硫剂供给装置14可以采用各种各样的结构和形式，例如与脱硫剂入口10连通的储罐的形式，当然也可以采用通过脱硫剂入口10人工添加的方式。

根据锅炉不同的安装位置和现场布置的需要，返料管13可以形成为各种各样的形状，如图1所示，优选地，所述返料管13形成为弯曲状，所述返料管13包括彼此连接的垂直部13a和弯曲部13b，所述垂直部13a与所述旋风分离器12的下端连接，所述弯曲部13b与所述炉膛11的下部连接，旋风分离器12分离出来的较大的固体颗粒堆积在返料管13的中下部位置，所述脱硫剂入口10位于所述垂直部13a上。具体地，脱硫剂入口10设置在垂直部13a的中下部，且脱硫剂入口10可以沿高度方向设置多个，从而脱硫剂可以从多点喷入返料管13内，并且能够与旋风分离器12分离出来的较大的固体颗粒充分接触，以提高脱硫反应速率。

如图1所示，作为本发明的优选实施方式，所述脱硫剂供给装置14包括储料罐1、混合室7和供气管5，所述储料罐1的出料口与所述混合室7的进料口连接，所述混合室7的进气口与所述供气管5连接，所述混合室7的出料口与所述脱硫剂入口10连接。优选地，所述脱硫剂供给装置14还包括进料管2，该进料管2与所述储料罐1的进料口连接。运送到生产现场的脱硫剂由进料管2进入储料罐1内，储料罐1装满后可以满足锅炉3～5日的用量。储料罐1内设置有高低位报警装置，以便保持储料罐1内的脱硫剂的总量适合生产需求。脱硫剂通过进料管2输送到储料罐1内，储料罐1内储存有大量的脱硫剂以备使用，并且储料罐1的脱硫剂能够流入混合室7与供气管5供给的压缩空气进行混合形成流化状态，进而压缩空气携带脱硫剂通过脱硫剂入口10风送到返料管13内，以进行脱硫处理。

如图1所示，为了方便控制脱硫剂的供给量，优选地，所述脱硫剂供给装置14还包括缓冲仓3，该缓冲仓3连接在所述储料罐1的出料口和所述混合室7的进料口之间。脱硫剂可以流入缓冲仓3内，缓冲仓3内可以存储短时间内锅炉内脱硫反应所需的脱硫剂并且随时将脱硫剂供给返料管13，因此缓冲仓3内脱硫剂的存量波动较大。为了提高脱硫系统的可靠性，单台锅炉通常设置一用一备两个缓冲仓3，从而降低系统的故障率。

脱硫剂在脱硫剂供给装置14内可以采用各种输送方式，优选地，所述储料罐1、所述缓冲仓3和所述混合室7沿高度方向从上向下依次布置，从而脱硫剂利用自重从上向下依次由储料罐1流入缓冲仓3后最后流入混合室7内混合，从而可以减少脱硫剂输送的能量消耗。

如图1所示，为了控制缓冲仓3内的脱硫剂的储量，优选地，所述储料罐1的出料口通过第一管道与所述缓冲仓3的进料口连接且该第一管道上设置有第一旋转给料阀4a。脱硫剂在重力作用下沿第一管道自由下落至第一旋转给料阀4a处，该第一旋转给料阀4a用于调节脱硫剂离开储料罐1的流量，从而调节缓冲仓3的存量。

如图1所示，为了调节锅炉的钙硫比，优选地，所述缓冲仓3的出料口通过第二管道与所述混合室7的进料口连接且该第二管道上设置有第二旋转给料阀4b。脱硫剂同样在重力作用下流出缓冲仓3，并经过第二管道进入混合室7内，可以通过调节第二旋转给料阀4b的开度来改变脱硫剂的给入量，使得混合室7内的脱硫剂的密度适宜，从而根据工况相应地调整锅炉的钙硫比。

为了便于从混合室7向返料管13输送脱硫剂，如图1所示，优选地，所述脱硫剂供给装置14还包括送料管8，所述混合室7的出料口通过所述送料管8与所述脱硫剂入口10连接。脱硫剂利用压缩空气在送料管8内进行风送，压缩空气具备一定的压力，从而更容易将脱硫剂输送到返料管13内，并且脱硫剂能够在封闭的环境内进行输送，避免受到外界环境的污染。

如图1所示，优选地，所述送料管8上设置有截止阀9，截止阀9用于紧急关断送料管8，保证设备安全运行，所述供气管5上设置有止回阀6，止回阀6用于保证气路稳定，防止气体倒流。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims

1.一种循环流化床锅炉的脱硫系统，该脱硫系统包括旋风分离器（12），该旋风分离器（12）的上部与所述锅炉的炉膛（11）的上部连接，所述旋风分离器（12）的下部通过返料管（13）与所述炉膛（11）的下部连接，其特征在于，所述返料管（13）具有脱硫剂入口（10），该脱硫剂入口（10）位于所述返料管（13）的负压位置。

2.根据权利要求1所述的循环流化床锅炉的脱硫系统，其特征在于，该脱硫系统还包括脱硫剂供给装置（14），该脱硫剂供给装置（14）与所述脱硫剂入口（10）连接，以将脱硫剂输送到所述返料管（13）内。

3.根据权利要求2所述的循环流化床锅炉的脱硫系统，其特征在于，所述返料管（13）包括彼此连接的垂直部（13a）和弯曲部（13b），所述垂直部（13a）与所述旋风分离器（12）的下端连接，所述弯曲部（13b）与所述炉膛（11）的下部连接，所述脱硫剂入口（10）位于所述垂直部（13a）上。

4.根据权利要求2或3所述的循环流化床锅炉的脱硫系统，其特征在于，所述脱硫剂供给装置（14）包括储料罐（1）、混合室（7）和供气管（5），所述储料罐（1）的出料口与所述混合室（7）的进料口连接，所述混合室（7）的进气口与所述供气管（5）连接，所述混合室（7）的出料口与所述脱硫剂入口（10）连接。

5.根据权利要求4所述的循环流化床锅炉的脱硫系统，其特征在于，所述脱硫剂供给装置（14）还包括缓冲仓（3），该缓冲仓（3）连接在所述储料罐（1）的出料口和所述混合室（7）的进料口之间。

6.根据权利要求5所述的循环流化床锅炉的脱硫系统，其特征在于，所述储料罐（1）、所述缓冲仓（3）和所述混合室（7）沿高度方向从上向下依次布置。

7.根据权利要求5所述的循环流化床锅炉的脱硫系统，其特征在于，所述储料罐（1）的出料口通过第一管道与所述缓冲仓（3）的进料口连接且该第一管道上设置有第一旋转给料阀（4a）。

8.根据权利要求5所述的循环流化床锅炉的脱硫系统，其特征在于，所述缓冲仓（3）的出料口通过第二管道与所述混合室（7）的进料口连接且该第二管道上设置有第二旋转给料阀（4b）。

9.根据权利要求4所述的循环流化床锅炉的脱硫系统，其特征在于，所述脱硫剂供给装置（14）还包括送料管（8），所述混合室（7）的出料口通过所述送料管（8）与所述脱硫剂入口（10）连接。

10.根据权利要求9所述的循环流化床锅炉的脱硫系统，其特征在于，所述送料管（8）上设置有截止阀（9）。

11.根据权利要求4所述的循环流化床锅炉的脱硫系统，其特征在于，所述供气管（5）上设置有止回阀（6）。

12.根据权利要求4所述的循环流化床锅炉的脱硫系统，其特征在于，所述脱硫剂供给装置（14）还包括进料管（2），该进料管（2）与所述储料罐（1）的进料口连接。