CN110486719A - 低排放型循环流化床锅炉联合脱硫系统及协同脱硫方法 - Google Patents

低排放型循环流化床锅炉联合脱硫系统及协同脱硫方法 Download PDF

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Abstract

低排放型循环流化床锅炉联合脱硫系统及协同脱硫方法,它涉及一种脱硫系统及脱硫方法。本发明为了解决现有的循环流化床锅炉存在炉外脱硫投资运行成本高、占地面积大及二次污染多的问题。本发明管道与石灰石仓连接,变频卸料系统安装在石灰石仓下部管道上,输送风机安装在管道上,各石灰石接口分别安装在返料器的返料腿上、第一二次风管上和第二二次风管上,各石灰石接口分别与石灰石仓之间通过管道连接,烟气分析系统安装在尾部烟道上。脱硫方法按照煤的含硫量和锅炉负荷不同,精确调整石灰石给入量及接口;精准设计并合理布置炉膛受热面积,控制炉内温度850~900℃范围内,此温度更适合石灰石炉内高效脱硫。本发明用于循环流化床锅炉。

Description

低排放型循环流化床锅炉联合脱硫系统及协同脱硫方法
技术领域
本发明涉及一种低排放型循环流化床锅炉联合脱硫系统及协同脱硫方法,具体涉及一种低排放型循环流化床锅炉采用锅炉内部干法联合脱硫系统与锅炉构成集成装置的协同控制脱硫方法,实现SO2初始超低排放。
背景技术
随着环境保护法规的逐渐严格,加速了低排放型循环流化床锅炉在锅炉内部干法脱硫开发及应用,实现SO2炉内超低排放。现有的循环流化床锅炉降低SO2排放量是在锅炉外部布置湿法或半干法脱硫设备,而采用炉外布置环保装置中的湿法或半干法脱硫设备进行炉外治理的方式存在投资运行成本高、占地面积大及二次污染多的问题。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有的循环流化床锅炉降低SO2排放量是在锅炉外部布置湿法或半干法脱硫设备,而采用炉外布置环保装置中的湿法或半干法脱硫设备进行炉外治理的方式存在投资运行成本高、占地面积大及二次污染多的问题。进而提供低排放型循环流化床锅炉联合脱硫系统及协同脱硫方法。
本发明的技术方案是:一种低排放型循环流化床锅炉联合脱硫系统包括循环流化床锅炉本体,它还包括石灰石仓、管道、输送风机、第一石灰石接口、第二石灰石接口、第三石灰石接口、第一调节阀门、第二调节阀门、第三调节阀门、变频卸料系统和烟气分析系统;管道与石灰石仓连接,变频卸料系统安装在石灰石仓下部的管道上,输送风机安装在管道上,第一石灰石接口、第二石灰石接口和第三石灰石接口分别安装在第一二次风管上、第二二次风管上和循环流化床锅炉本体的返料器的返料腿上,第一石灰石接口、第二石灰石接口和第三石灰石接口与石灰石仓之间通过管道连接,石灰石仓内的石灰石粒度为0~500um,第一调节阀门、第二调节阀门和第三调节阀门分别安装在与第一石灰石接口、第二石灰石接口和第三石灰石接口连接的管道上,烟气分析系统安装在循环流化床锅炉本体的尾部烟道出口上。
本发明还提供了一种使用低排放型循环流化床锅炉联合脱硫系统的协同脱硫方法一,它包括以下步骤:
步骤一:锅炉燃烧准备;
燃料通过给料装置进入炉膛底部的一次风室上,一次热风通过一次风室进入炉膛,使一次风室上燃料流化燃烧;
步骤二:确定锅炉工况;
确定炉膛内的温度达到850℃-900℃,锅炉负荷在50%以下;
步骤三:炉内脱硫;
输送风机经管道输送喷入储存在石灰石仓内的石灰石,根据炉膛内所燃烧煤的含硫量,安装在尾部烟道出口上的烟气分析系统检测SO2气体含量,经变频卸料系统控制石灰石给入量:
打开第三调节阀门,通过安装在尾部烟道出口上的烟气分析系统检测炉膛内所燃烧煤产生的SO2气体含量,并将检测到的SO2气体含量数据传输给变频卸料系统,
变频卸料系统根据SO2气体含量数据确定石灰石给入量,通过输送风机经管道输送喷入储存在石灰石仓内的石灰石;其中,石灰石经过返料腿上的第三石灰石接口与循环物料混合加热后进入炉膛内,石灰石被加热并发生煅烧反应后,生成CaO和CO2,CaO与SO2在氧气的参与下,通过化学反应生成CaSO4固体,实现脱除SO2气体;
步骤四:杂质的排出;
部分CaSO4固体与炉渣一同经排渣管排出炉外,脱硫后的烟气携带部分CaSO4经分离器上部出口进入尾部烟道后排出炉外,至此,完成了锅炉负荷在50%以下的低排放脱硫工作。
本发明还提供了一种使用低排放型循环流化床锅炉联合脱硫系统的协同脱硫方法二,它包括以下步骤:
步骤一:锅炉燃烧准备;
燃料通过给料装置进入炉膛底部的一次风室上,一次热风通过一次风室进入炉膛,使一次风室上燃料流化燃烧;
步骤二:确定锅炉工况;
确定炉膛内的温度达到850℃-900℃,锅炉负荷在50%以上;
步骤三:炉内脱硫;
输送风机经管道输送喷入储存在石灰石仓内的石灰石,根据炉膛内所燃烧煤的含硫量,安装在尾部烟道出口上的烟气分析系统检测SO2气体含量,经变频卸料系统控制石灰石给入量:
打开第一调节阀门或第二调节阀门,通过安装在尾部烟道出口上的烟气分析系统检测炉膛内所燃烧煤产生的SO2气体含量,并将检测到的SO2气体含量数据传输给变频卸料系统,变频卸料系统根据SO2气体含量数据确定石灰石给入量,通过输送风机经管道输送喷入储存在石灰石仓内的石灰石;其中,石灰石经第一二次风管上的第一石灰石接口或第二二次风管上的第二石灰石接口与二次热风一同进入炉膛内,石灰石被加热并发生煅烧反应后,生成CaO和CO2,CaO与SO2在氧气的参与下,通过化学反应生成CaSO4固体,实现脱除SO2气体;
步骤四:杂质的排出;
部分CaSO4固体与炉渣一同经排渣管排出炉外,脱硫后的烟气携带部分CaSO4经分离器上部出口进入尾部烟道后排出炉外,至此,完成了锅炉负荷在50%以上的低排放脱硫工作。
本发明还提供了一种使用低排放型循环流化床锅炉联合脱硫系统的协同脱硫方法三,它包括以下步骤:
步骤一:锅炉燃烧准备;
燃料通过给料装置进入炉膛底部的一次风室上,一次热风通过一次风室进入炉膛,使一次风室上燃料流化燃烧;
步骤二:确定锅炉工况;
确定炉膛内的温度达到850℃-900℃,锅炉接近或达到满负荷;
步骤三:炉内脱硫;
输送风机经管道输送喷入储存在石灰石仓内的石灰石,根据炉膛内所燃烧煤的含硫量,安装在尾部烟道出口上的烟气分析系统检测SO2气体含量,经变频卸料系统控制石灰石给入量:
第一:打开第三调节阀门,石灰石经过返料腿上的第三石灰石接口与循环物料混合加热后进入炉膛内;
第二:打开第一调节阀门或第二调节阀门,石灰石经第一二次风管上的第一石灰石接口或第二二次风管上的第二石灰石接口与二次热风一同进入炉膛内;
石灰石被加热并发生煅烧反应后,生成CaO和CO2,CaO与SO2在氧气的参与下,通过化学反应生成CaSO4固体,实现脱除SO2气体;
步骤四:杂质的排出;
部分CaSO4固体与炉渣一同经排渣管排出炉外,脱硫后的烟气携带部分CaSO4经分离器上部出口进入尾部烟道后排出炉外,至此,完成了锅炉接近或负荷时的低排放脱硫工作。
本发明与现有技术相比具有以下效果:
1、本发明的锅炉采用在锅炉内部进行干法脱硫,通过集成装置二次风管、返料腿向炉内均匀、适量投入石灰石来进行脱硫,石灰石经与二次风、循环物料初混后被送入炉膛,从而调整炉膛内分布浓度,达到均匀快速反应,提高脱出SO2效率,使SO2排放达到低排放。
2、本发明采用降低石灰石粒度,使石灰石粒度0~500um、d50=100um,石灰石的入炉成分要求CaCO3≥92%以上。石灰石粒度更细后,接触面积更大,反应更好更充分,SO2脱出效率更高。
3、本发明的脱硫方法按照煤的含硫量、锅炉负荷不同,精确调整石灰石给入量及接口;精准设计并合理布置炉膛受热面积,控制炉内温度850~900℃范围内,此温度更适合石灰石炉内脱硫,CaCO3被迅速地加热并发生煅烧反应,生成CaO和CO2,使SO2高效的扩散到CaO的表面和内孔,在有氧气参与的情况下通过化学反应,CaO吸收SO2并生成固体CaSO4,实现脱除SO2气体。
4、本发明具有脱硫效率高,投资成本低,运行成本少和占地面积小的技术优势,SO2脱出效率提高到99%以上,具有较好的经济效益和社会效益。实现了由炉外治理到炉内低排的转变,从炉内源头降低排放,进而使锅炉SO2初始排放达到低排放。
附图说明
图1是本发明的整体结构示意图;
图2是沿图1中C-C线和D-D线的剖视图;
图3是本发明炉内联合脱硫系统与锅炉集成装置示意图;
图4是本发明采用低排放型循环流化床锅炉联合脱硫系统的炉内脱硫协同控制方法一示意图;
图5是本发明采用低排放型循环流化床锅炉联合脱硫系统的炉内脱硫协同控制方法二示意图;
图6是本发明采用低排放型循环流化床锅炉联合脱硫系统的炉内脱硫协同控制方法三示意图。
具体实施方式
具体实施方式一:结合图1、图3至图6说明本实施方式,本实施方式的一种低排放型循环流化床锅炉联合脱硫系统包括循环流化床锅炉本体,它还包括石灰石仓12、管道13、输送风机14、第一石灰石接口9、第二石灰石接口10、第三石灰石接口11、第一调节阀门15、第二调节阀门16、第三调节阀门17、变频卸料系统18和烟气分析系统19;管道13与石灰石仓12连接,变频卸料系统18安装在石灰石仓12下部的管道13上,输送风机14安装在管道13上,第一石灰石接口9、第二石灰石接口10和第三石灰石接口11分别安装在第一二次风管8-2上、第二二次风管8-3上和循环流化床锅炉本体的返料器3的返料腿3-1上,第一石灰石接口9、第二石灰石接口10和第三石灰石接口11与石灰石仓12之间通过管道13连接,石灰石仓12内的石灰石粒度为0~500um,第一调节阀门15、第二调节阀门16和第三调节阀门17分别安装在与第一石灰石接口9、第二石灰石接口10和第三石灰石接口11连接的管道13上,烟气分析系统19安装在循环流化床锅炉本体的尾部烟道4出口上。
本发明的通过规范石灰石粒度和成分及均匀分布、炉内温度及高效率分离器,将SO2脱除效率提高到99%以上,可实现SO2初始超低排放,避免对大气污染和生态危害,具有较好的社会效益和经济效益。
本实施方式的变频卸料系统18和烟气分析系统19均为现有集成通用技术,通过烟气分析系统19对含硫量进行检测,将检测结果反馈给变频卸料系统18,通过变频卸料系统18自动控制给入到炉膛内的石灰石量,进而实现脱硫的协同。
具体实施方式二:结合图1、图3至图6说明本实施方式,本实施方式的第一调节阀门15、第二调节阀门16和第三调节阀门17分别安装在与第一石灰石接口9、第二石灰石接口10和第三石灰石接口11连接的管道13上。如此设置,实现开启和关闭功能,控制石灰石的喷入与否。其它组成和连接关系与具体实施方式一相同。
具体实施方式三:结合图1至图6说明本实施方式,本实施方式的循环流化床锅炉本体包括炉膛1、分离器2、返料器3、尾部烟道4、给煤装置5、一次风室6、排渣管7和二次风箱8,炉膛1的上部出口与分离器2的上部前进口连接,分离器2通过返料器3与炉膛1的下部连接,炉膛1的下部安装有给煤装置5和二次风箱8,炉膛1的底部安装有一次风室6,一次风室6安装有排渣管7,分离器2的顶部与尾部烟道4连接。如此设置,构成燃烧和分离返料系统。其它组成和连接关系与具体实施方式一或二相同。
具体实施方式四:结合图6说明本实施方式,本实施方式的炉膛1包括前膜式壁1-1、后膜式壁1-2和侧膜式壁1-3,前膜式壁1-1、后膜式壁1-2和侧膜式壁1-3围合而成。如此设置,实现了炉膛四周密封,保证了锅炉正压燃烧。其它组成和连接关系与具体实施方式一、二或三相同。
具体实施方式五:结合图1和图3说明本实施方式,本实施方式分离器2为倒锥形分离器。如此设置,提高了分离效率,实现了返料顺畅。其它组成和连接关系与具体实施方式一、二、三或四相同。
本发明的高效分离器采用公告号为CN205299508U的分离器,能够保证停留时间以提高炉内脱硫效率,分离器效率可达到99.6%以上,高分离效率提高循环倍率,提高石灰石利用率和充足反应时间等,高效率分离器使得石灰石利用率增高,提高SO2脱出效率。
具体实施方式六:结合图2、图4至图5说明本实施方式,本实施方式的返料器3包括返料腿3-1、返料管3-2和返料阀3-3,返料腿3-1的上端与返料阀3-3的侧端连接返料阀3-3的上端与分离器2的下端连接,返料腿3-1的下端与返料管3-2的上端连接,返料管3-2的下端与炉膛1下部连接,第三石灰石接口11安装在返料腿3-1上。如此设置,实现石灰石给入与高温返料提前混合,石灰石被迅速加热并发生煅烧反应。其它组成和连接关系与具体实施方式一、二、三、四或五相同。
具体实施方式七:结合图1至图2说明本实施方式,本实施方式的二次风箱8包括箱体8-1、第一二次风管8-2和第二二次风管8-3,箱体8-1安装在炉膛1外部,第一二次风管8-2和第二二次风管8-3的一端与箱体8-1连接,第一二次风管8-2和第二二次风管8-3的另一端分别与前膜式壁1-1和后膜式壁1-2连接。如此设置,实现石灰石给入与二次风一同进入炉膛1内,达到混合及分布均匀。其它组成和连接关系与具体实施方式一、二、三、四、五或六相同。
具体实施方式八:结合图1说明本实施方式,本实施方式的石灰石粒度为0~500um、d50=100um。如此设置,石灰石粒度更细后增加石灰石表面积,接触面积更大后反应更好更充分,SO2脱出效率更高。其它组成和连接关系与具体实施方式一至七中任意一项相同。
具体实施方式九:结合图1说明本实施方式,本实施方式的石灰石入炉前CaCO3≥92%、煅烧后CaO=48~52%。如此设置,提高石灰石活性和质量,降低石灰石耗量并提高脱硫效率。其它组成和连接关系与具体实施方式一至八中任意一项相同。
本发明的一种低排放型循环流化床锅炉联合脱硫系统的工作原理为:
炉膛1的后膜式壁1-2上部出口与分离器2上部前进口连接,分离器2通过返料器3与炉膛1的后膜式壁1-2下部连接,炉膛1的前膜式壁1-1下部安装有给煤装置5和二次风箱8的第一二次风管8-2;炉膛1的后膜式壁1-2下部安装二次风箱8的第二二次风管8-3,炉膛1的底部布置有一次风室6,一次风室6上安装排渣管7;分离器2顶部出口与尾部烟道4连接。燃料通过给料装置5进入炉膛1底部的一次风室6上,一次热风通过一次风室6进入炉膛1,使一次风室6上燃料流化燃烧,燃料中的可燃硫会与氧化合生成SO2,为使燃料燃烧产生烟气中的SO2气体脱除,通过输送风机14经管道13输送喷入储存在石灰石仓12内的石灰石进入炉膛1,进行化学反应后脱除SO2气体,形成CaSO4固体,避免了对大气污染和环境危害。部分CaSO4与炉渣一同经排渣管7排出炉外,脱硫后的烟气携带部分CaSO4经分离器2上部出口进入尾部烟道4后排出炉外。
具体实施方式十:结合图1至图6说明本实施方式,本实施方式的低排放型循环流化床锅炉联合脱硫系统的协同脱硫方法一包括以下步骤:
步骤一:锅炉燃烧准备;
燃料通过给料装置5进入炉膛1底部的一次风室6上,一次热风通过一次风室6进入炉膛1,使一次风室6上燃料流化燃烧;
步骤二:确定锅炉工况;
确定炉膛1内的温度达到850℃-900℃,锅炉负荷在50%以下;
步骤三:炉内脱硫;
输送风机14经管道13输送喷入储存在石灰石仓12内的石灰石,根据炉膛1内所燃烧煤的含硫量,安装在尾部烟道4出口上的烟气分析系统19检测SO2气体含量,经变频卸料系统18控制石灰石给入量:
打开第三调节阀门17,通过安装在尾部烟道4出口上的烟气分析系统19检测炉膛1内所燃烧煤产生的SO2气体含量,并将检测到的SO2气体含量数据传输给变频卸料系统18,变频卸料系统18根据SO2气体含量数据确定石灰石给入量,通过输送风机14经管道13输送喷入储存在石灰石仓12内的石灰石;其中,石灰石经过返料腿3-1上的第三石灰石接口11与循环物料混合加热后进入炉膛1内,石灰石被加热并发生煅烧反应后,生成CaO和CO2,CaO与SO2在氧气的参与下,通过化学反应生成CaSO4固体,实现脱除SO2气体;
步骤四:杂质的排出;
部分CaSO4固体与炉渣一同经排渣管7排出炉外,脱硫后的烟气携带部分CaSO4经分离器2上部出口进入尾部烟道4后排出炉外,至此,完成了锅炉负荷在50%以下的低排放脱硫工作。
其它组成和连接关系与具体实施方式一至九中任意一项相同。
具体实施方式十一:结合图1至图6说明本实施方式,本实施方式的步骤三中石灰石仓12内的石灰石消耗量与炉膛1内所燃烧的煤的含硫量成正比。如此设置,Ca/S=2时,脱硫效率≥98%;Ca/S=2.5时,脱硫效率≥99%。其它组成和连接关系与具体实施方式十相同。
具体实施方式十二:结合图1至图6说明本实施方式,本实施方式的一种使用低排放型循环流化床锅炉联合脱硫系统的协同脱硫方法二,它包括以下步骤:
步骤一:锅炉燃烧准备;
燃料通过给料装置5进入炉膛1底部的一次风室6上,一次热风通过一次风室6进入炉膛1,使一次风室6上燃料流化燃烧;
步骤二:确定锅炉工况;
确定炉膛1内的温度达到850℃-900℃,锅炉负荷在50%以上;
步骤三:炉内脱硫;
输送风机14经管道13输送喷入储存在石灰石仓12内的石灰石,根据炉膛1内所燃烧煤的含硫量,安装在尾部烟道4出口上的烟气分析系统19检测SO2气体含量,经变频卸料系统18控制石灰石给入量:
打开第一调节阀门15或第二调节阀门16,通过安装在尾部烟道4出口上的烟气分析系统19检测炉膛1内所燃烧煤产生的SO2气体含量,并将检测到的SO2气体含量数据传输给变频卸料系统18,变频卸料系统18根据SO2气体含量数据确定石灰石给入量,通过输送风机14经管道13输送喷入储存在石灰石仓12内的石灰石;其中,石灰石经第一二次风管8-2上的第一石灰石接口9或第二二次风管8-3上的第二石灰石接口10与二次热风一同进入炉膛1内,石灰石被加热并发生煅烧反应后,生成CaO和CO2,CaO与SO2在氧气的参与下,通过化学反应生成CaSO4固体,实现脱除SO2气体;
步骤四:杂质的排出;
部分CaSO4固体与炉渣一同经排渣管7排出炉外,脱硫后的烟气携带部分CaSO4经分离器2上部出口进入尾部烟道4后排出炉外,至此,完成了锅炉负荷在50%以上的低排放脱硫工作。
其它组成和连接关系与具体实施方式一至十一中任意一项相同。
具体实施方式十三:结合图1至图6说明本实施方式,本实施方式的步骤一中的一次热风与步骤三中的二次风管中通入的二次热风之间的风率比值为5:5。如此设置,降低一次风率实现节能,提高二次风率实现环保。其它组成和连接关系与具体实施方式一相同。
具体实施方式十四:结合图1至图6说明本实施方式,本实施方式的一种使用低排放型循环流化床锅炉联合脱硫系统的协同脱硫方法三,它包括以下步骤:
步骤一:锅炉燃烧准备;
燃料通过给料装置5进入炉膛1底部的一次风室6上,一次热风通过一次风室6进入炉膛1,使一次风室6上燃料流化燃烧;
步骤二:确定锅炉工况;
确定炉膛1内的温度达到850℃-900℃,锅炉接近或达到满负荷;
步骤三:炉内脱硫;
输送风机14经管道13输送喷入储存在石灰石仓12内的石灰石,根据炉膛1内所燃烧煤的含硫量,安装在尾部烟道4出口上的烟气分析系统19检测SO2气体含量,经变频卸料系统18控制石灰石给入量:
第一:打开第三调节阀门17,石灰石经过返料腿3-1上的第一石灰石接口11与循环物料混合加热后进入炉膛1内;
第二:打开第一调节阀门15或第二调节阀门16,石灰石经第一二次风管8-2上的第一石灰石接口9或第二二次风管8-3上的第二石灰石接口10进入炉膛1内;
石灰石被加热并发生煅烧反应后,生成CaO和CO2,CaO与SO2在氧气的参与下,通过化学反应生成CaSO4固体,实现脱除SO2气体;
步骤四:杂质的排出;
部分CaSO4固体与炉渣一同经排渣管7排出炉外,脱硫后的烟气携带部分CaSO4经分离器2上部出口进入尾部烟道4后排出炉外,至此,完成了锅炉接近或满负荷时的低排放脱硫工作。
本发明的脱硫原理如下:
石灰石脱硫化学反应方程式如下:
(1)石灰石给入炉膛后,CaCO3被迅速地加热并发生煅烧反应,生成CaO和CO2
CaCO3→CaO+CO2
(2)煅烧反应后产生多孔疏松的CaO,SO2扩散到CaO的表面和内孔,在有氧气参与的情况下,CaO吸收SO2并生成CaSO4
炉内石灰石联合脱硫系统:
优选最佳活性的石灰石种类,石灰石入炉前CaCO3≥92%、煅烧后CaO=48~52%。提供与炉内流化状态相匹配的石灰石粒径要求,石灰石粒度0~500um、d50=100um。
1、在各负荷下保证最佳脱硫效率。
2、输送系统简单可靠、精准可调,满足锅炉长期连续稳定运行所需,并可实现石灰石输送量的精确调节与自动控制。
烟气分析系统19通过检测分析烟气中的SO2,调节变频卸料系统18给入石灰石量,使SO2原始低排放达到环保标准,同时节约石灰石耗量,实现脱硫系统精准化卸料、智能化运行、自动化调节。
尾部烟道4出口处的烟气分析系统19通过实时检测与在线分析烟气中的SO2含量后,来控制石灰石仓12下部变频卸料系统18自动调节给入石灰石量,可实现精准控制,使SO2初始排放达到环保排放标准要求,同时降低脱硫成本提高锅炉效率,变频卸料系统18具有记忆功能和学习能力,可根据烟气分析系统19检测的SO2含量,自动调节给入石灰石量,达到智慧脱除SO2,实现脱硫系统精准化卸料、自动化调节、智能化运行。
3、石灰石粒度与分离返料循环系统性能之间的匹配关系,提出了降低石灰石粒度、增加石灰石表面积,同时提高分离器分离效率、延长石灰石停留时间,实现炉内高效脱硫的技术路线。并确认了与分离器效率相匹配的脱硫石灰石粒度分布,提出了分离器效率的定量要求d50<10mm,d90<50mm。在相同Ca/S下,炉内脱硫效率从传统的不足95%提到高于99%以上,通过炉内联合脱硫达到SO2原始低排放。
4、分离器效率可达到99.8%以上,高效率分离提高循环倍率,提供充足的石灰石与SO2反应时间,高效率分离器使得石灰石利用率增高,提高SO2脱除效率。分离器效率及返料器结构是床温控制的保证,形成最适合的炉内脱硫温度,最终使循环流化床锅炉SO2初始排放达到低排放要求。

Claims (10)

1.一种低排放型循环流化床锅炉联合脱硫系统,它包括循环流化床锅炉本体,其特征在于:它还包括石灰石仓(12)、管道(13)、输送风机(14)、第一石灰石接口(9)、第二石灰石接口(10)、第三石灰石接口(11)、第一调节阀门(15)、第二调节阀门(16)、第三调节阀门(17)、变频卸料系统(18)和烟气分析系统(19);
管道(13)与石灰石仓(12)连接,变频卸料系统(18)安装在石灰石仓(12)下部的管道(13)上,输送风机(14)安装在管道(13)上,第一石灰石接口(9)、第二石灰石接口(10)和第三石灰石接口(11)分别安装在第一二次风管(8-2)上、第二二次风管(8-3)上和循环流化床锅炉本体的返料器(3)的返料腿(3-1)上,第一石灰石接口(9)、第二石灰石接口(10)和第三石灰石接口(11)与石灰石仓(12)之间通过管道(13)连接,石灰石仓(12)内的石灰石粒度为0~500um、d50=100um,CaCO3≥92%,第一调节阀门(15)、第二调节阀门(16)和第三调节阀门(17)分别安装在与第一石灰石接口(9)、第二石灰石接口(10)和第三石灰石接口(11)连接的管道(13)上,烟气分析系统(19)安装在循环流化床锅炉本体的尾部烟道(4)出口上。
2.根据权利要求1所述的一种低排放型循环流化床锅炉联合脱硫系统,其特征在于:循环流化床锅炉本体包括炉膛(1)、分离器(2)、返料器(3)、尾部烟道(4)、给煤装置(5)、一次风室(6)、排渣管(7)和二次风箱(8),炉膛(1)包括前膜式壁(1-1)、后膜式壁(1-2)和侧膜式壁(1-3),前膜式壁(1-1)、后膜式壁(1-2)和侧膜式壁(1-3)围合而成;炉膛(1)的上部出口与分离器(2)的上部前进口连接,分离器(2)通过返料器(3)与炉膛(1)的下部连接,炉膛(1)的下部安装有给煤装置(5)和二次风箱(8),炉膛(1)的底部安装有一次风室(6),一次风室(6)安装有排渣管(7),分离器(2)的顶部与尾部烟道(4)连接。
3.根据权利要求2所述的一种低排放型循环流化床锅炉联合脱硫系统,其特征在于:返料器(3)包括返料腿(3-1)、返料管(3-2)和返料阀(3-3),返料腿(3-1)的上端与返料阀(3-3)的侧端连接,返料阀(3-3)的上端与分离器(2)的下端连接,返料腿(3-1)的下端与返料管(3-2)的上端连接,返料管(3-2)的下端与炉膛(1)下部连接,第三石灰石接口(11)安装在返料腿(3-1)上。
4.根据权利要求3所述的一种低排放型循环流化床锅炉联合脱硫系统,其特征在于:二次风箱(8)包括箱体(8-1)、第一二次风管(8-2)和第二二次风管(8-3),箱体(8-1)安装在炉膛(1)外部,第一二次风管(8-2)和第二二次风管(8-3)的一端与箱体(8-1)连接,第一二次风管(8-2)和第二二次风管(8-3)的另一端分别与前膜式壁(1-1)和后膜式壁(1-2)连接。
5.根据权利要求4所述的一种低排放型循环流化床锅炉联合脱硫系统,其特征在于:石灰石粒度为0~500um、d50=100um,入炉前CaCO3≥92%、煅烧后CaO=48~52%。
6.一种使用权利要求1或5所述的低排放型循环流化床锅炉联合脱硫系统的协同脱硫方法一,其特征在于:它包括以下步骤:
步骤一:锅炉燃烧准备;
燃料通过给料装置(5)进入炉膛(1)底部的一次风室(6)上,一次热风通过一次风室(6)进入炉膛(1),使一次风室(6)上燃料流化燃烧;
步骤二:确定锅炉工况;
确定炉膛(1)内的温度达到850℃-900℃,锅炉负荷在50%以下;
步骤三:炉内脱硫;
输送风机(14)经管道(13)输送喷入储存在石灰石仓(12)内的石灰石,根据炉膛(1)内所燃烧煤的含硫量,安装在尾部烟道(4)出口上的烟气分析系统(19)检测SO2气体含量,经变频卸料系统(18)控制石灰石给入量:
打开第三调节阀门(17),通过安装在尾部烟道(4)出口上的烟气分析系统(19)检测炉膛(1)内所燃烧煤产生的SO2气体含量,并将检测到的SO2气体含量数据传输给变频卸料系统(18),
变频卸料系统(18)根据SO2气体含量数据确定石灰石给入量,通过输送风机(14)经管道(13)输送喷入储存在石灰石仓(12)内的石灰石;其中,石灰石经过返料腿(3-1)上的第三石灰石接口(11)与循环物料混合加热后进入炉膛(1)内,石灰石被加热并发生煅烧反应后,生成CaO和CO2,CaO与SO2在氧气的参与下,通过化学反应生成CaSO4固体,实现脱除SO2气体;
步骤四:杂质的排出;
部分CaSO4固体与炉渣一同经排渣管(7)排出炉外,脱硫后的烟气携带部分CaSO4经分离器(2)上部出口进入尾部烟道(4)后排出炉外,至此,完成了锅炉负荷在50%以下的低排放脱硫工作。
7.根据权利要求6所述的低排放型循环流化床锅炉联合脱硫系统的协同脱硫方法,其特征在于:步骤三中石灰石仓(12)内的石灰石耗量与炉膛(1)内所燃烧的煤的含硫量成正比。
8.一种使用权利要求1或5所述的低排放型循环流化床锅炉联合脱硫系统的协同脱硫方法二,其特征在于:它包括以下步骤:
步骤一:锅炉燃烧准备;
燃料通过给料装置(5)进入炉膛(1)底部的一次风室(6)上,一次热风通过一次风室(6)进入炉膛(1),使一次风室(6)上燃料流化燃烧;
步骤二:确定锅炉工况;
确定炉膛(1)内的温度达到850℃-900℃,锅炉负荷在50%以上;
步骤三:炉内脱硫;
输送风机(14)经管道(13)输送喷入储存在石灰石仓(12)内的石灰石,根据炉膛(1)内所燃烧煤的含硫量,安装在尾部烟道(4)出口上的烟气分析系统(19)检测SO2气体含量,经变频卸料系统(18)控制石灰石给入量:
打开第一调节阀门(15)或第二调节阀门(16),通过安装在尾部烟道(4)出口上的烟气分析系统(19)检测炉膛(1)内所燃烧煤产生的SO2气体含量,并将检测到的SO2气体含量数据传输给变频卸料系统(18),变频卸料系统(18)根据SO2气体含量数据确定石灰石给入量,通过输送风机(14)经管道(13)输送喷入储存在石灰石仓(12)内的石灰石;其中,石灰石经第一二次风管(8-2)上的第一石灰石接口(9)或第二二次风管(8-3)上的第二石灰石接口(10)与二次热风一同进入炉膛(1)内,石灰石被加热并发生煅烧反应后,生成CaO和CO2,CaO与SO2在氧气的参与下,通过化学反应生成CaSO4固体,实现脱除SO2气体;
步骤四:杂质的排出;
部分CaSO4固体与炉渣一同经排渣管(7)排出炉外,脱硫后的烟气携带部分CaSO4经分离器(2)上部出口进入尾部烟道(4)后排出炉外,至此,完成了锅炉负荷在50%以上的低排放脱硫工作。
9.根据权利要求8所述的低排放型循环流化床锅炉联合脱硫系统的协同脱硫方法,其特征在于:步骤一中的一次热风与步骤三中的二次风管中通入的二次热风之间的风率比值为5:5。
10.一种使用权利要求1或5所述的低排放型循环流化床锅炉联合脱硫系统的协同脱硫方法三,其特征在于:它包括以下步骤:
步骤一:锅炉燃烧准备;
燃料通过给料装置(5)进入炉膛(1)底部的一次风室(6)上,一次热风通过一次风室(6)进入炉膛(1),使一次风室(6)上燃料流化燃烧;
步骤二:确定锅炉工况;
确定炉膛(1)内的温度达到850℃-900℃,锅炉接近或达到满负荷时;
步骤三:炉内脱硫;
输送风机(14)经管道(13)输送喷入储存在石灰石仓(12)内的石灰石,根据炉膛(1)内所燃烧煤的含硫量,安装在尾部烟道(4)出口上的烟气分析系统(19)检测SO2气体含量,经变频卸料系统(18)控制石灰石给入量:
第一:打开第三调节阀门(17),石灰石经过返料腿(3-1)上的第三石灰石接口(11)与循环物料混合加热后进入炉膛(1)内;
第二:打开第一调节阀门(15)或第二调节阀门(16),石灰石经第一二次风管(8-2)上的第一石灰石接口(9)或第二二次风管(8-3)上的第二石灰石接口(10)进入炉膛(1)内;
石灰石被加热并发生煅烧反应后,生成CaO和CO2,CaO与SO2在氧气的参与下,通过化学反应生成CaSO4固体,实现脱除SO2气体;
步骤四:杂质的排出;
部分CaSO4固体与炉渣一同经排渣管(7)排出炉外,脱硫后的烟气携带部分CaSO4经分离器(2)上部出口进入尾部烟道(4)后排出炉外,至此,完成了锅炉接近或满负荷时低排放脱硫工作。
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