CN203671593U - 流态重构循环流化床锅炉炉内外协同脱除污染物装置 - Google Patents
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Abstract
流态重构循环流化床锅炉炉内外协同脱除污染物装置，属于烟气治理技术领域。包括炉膛、输送机构、储仓机构、管道、分离器、返料器、与分离器连为一体的返料料腿、分布在炉膛前后墙上的二次风管、与二次风管连通的炉内石灰石脱硫入口阀组、设置在分离器顶部的尾部烟道、脱硫塔机构、返料机构、布袋除尘器、增湿喷枪、与布袋除尘器连为一体的除尘器入口；所述的入口阀组通过管道与混合器连接，所述返料器与返料料腿的底部相连接；所述的增湿喷枪设置在尾部烟道内下口处；本实用新型结构简单、有效发挥脱硫优势，水耗及能耗低，烟道及烟囱无腐蚀，脱硫效率达99.5%以上，适应各种含硫煤种，投资省、运行成本低。
Description
技术领域
本实用新型属于烟气治理技术领域，具体地说涉及一种流态重构循环流化床锅炉炉内外协同脱除污染物装置。
背景技术
随着国家《火电厂大气污染物排放标准》（GB13223-2011）颁布实施，要求燃煤锅炉的烟尘、二氧化硫、氮氧化物、汞及其化合物排放均要达到限定值。目前已投运的循环流化床锅炉二氧化硫排放，通过炉内石灰石脱硫和尾部增设脱硫装置等措施，大多能达到原来的限定值。而对于硫化物（SOX）新标准排放值，其与锅炉燃烧和脱硫剂的利用密切相关，目前在控制硫化物（SOX）排放指标方面，还是空白。
发明内容
本实用新型的目的在于克服现有技术存在的缺点，存在的技术问题，而提供一种流态重构循环流化床锅炉炉内外协同脱除污染物装置。
为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：流态重构循环流化床锅炉炉内外协同脱除污染物装置，包括炉膛（1）、输送机构（13）、储仓机构（8）、管道（30），所述的输送机构（13）包括缓存仓（16）、设置在缓存仓下部的混合器（17），以及通过管道（30）与混合器（17）连接的风机（9），在所述的缓存仓上部还设置有缓存进料口（14）和排气口（15）；所述的储仓机构（8）包括储仓（11）、设置在储仓（11）顶部的库顶收尘器（12）、通过管道（30）与储仓（11）左下侧连接的电加热器（10）及通过管道与电加热器连接的风机（9）；缓存仓（16）上部设置的排气口（15）通过管道（30）与储仓（11）的右上侧相连接，缓存进料口（14）通过管道与储仓（11）的下端连接；其特点是：还包括与炉膛（1）烟气出口连通的并列布置在炉膛烟气出口区域、进口烟道下倾、中心筒偏心的绝热旋风分离器（2）、返料器（3）、与分离器连为一体的返料料腿（4）、分布在炉膛（1）前后墙上的二次风管（5）、与二次风管（5）连通的炉内石灰石脱硫入口阀组（18）、设置在分离器顶部的尾部烟道（6）、脱硫塔机构（19）、返料机构（29）、布袋除尘器（28）、增湿喷枪（7）、与布袋除尘器连为一体的除尘器入口（27）；所述的入口阀组（18）通过管 道（30）与混合器（17）连接，所述返料器（3）与返料料腿（4）的底部相连接；所述的增湿喷枪（7）设置在尾部烟道（6）内下口处；
所述脱硫塔机构（19）包括脱硫塔本体（25）、与脱硫塔本体为一体并且相通的烟气入口（20）、长条形返料口（24）、烟气出口（26）、排灰口（21），在脱硫塔本体（25）的下部左侧设置有工艺水喷嘴（23），右侧设置有文里丘喷嘴（22）；
所述返料机构（29）内还设置有电加热器（10）与通过管道与电加热器连接的风机（9）；
所述除尘器入口（27）与烟气出口（26）相通，所述布袋除尘器下部通过返料机构（29）与长条形返料口（24）相连通，并且长条形返料口的顶部通过管道与电加热器（10）连接。
进一步优选方式：所述分离器由外壳和三层结构的耐火材料里衬组成，三层耐火材料分别为高强度耐磨浇注料、轻质浇注料、轻质保温砖，并且分离器上设有工作温度控制装置。
进一步优选方式：所述返料器（3）由外壳和三层结构的耐火材料里衬组成，三层耐火材料分别为高强度耐磨浇注料、轻质浇注料、轻质保温砖；所述返料器的返料风采用高压冷风，由小风帽送入，入口风管母管上装设流量计、压力计,并且所述返料器设有工作温度控制装置。
进一步优选方式：所述二次风管（5）的喷嘴设置在炉膛下部物料需要助燃的高度。
本实用新型与现有技术相比，具有以下优点和有益效果：
从定态理论指出，CFB的下部为鼓泡床，上部为快速床，不同煤种对应着不同的最佳鼓泡床及最佳快速床状态，其实质就是要确定最优的快速床和鼓泡床状态。而最佳粗颗粒量的确定应从床温、燃料中大颗粒的燃烬程度、受热面的磨损情况，以及风机的能耗和二次风的穿透扩散能力来进行考虑，同时，最佳粗颗粒床存量是根据《多粒度物料平衡模型》和《不同粒度燃料燃烬时间曲线》进行优化确定。流态重构后，构成鼓泡床的粗颗粒量大大减少，而构成快速床的细颗粒量略有增加，总的床存量大大减少且细颗粒比例大幅度提升，基于流态重构超低排放循环流化床锅炉炉膛物料变化可满足最佳物料平衡要求。锅炉在适宜时段和区域及时补入燃料燃烧所需的氧气，既保证燃料的完全燃尽，又要控制烟气温度使其处于最佳脱硫反应区域，尽量少产生SOX。
循环流化床锅炉实现流态重构所需要具备的两个核心条件是：首先预先了解有关燃料煤的成灰磨耗特性，即通过将煤进行热静态燃烧和冷态振筛磨耗方式进行分析，解决国际 上通行的必须在热态下进行测试的弊端。其次是保证循环系统具有高效的分离效率，保证锅炉循环系统中循环粒子浓度（热量搬运工）及粒径分布，使得分离器下物料取样分析：d50在10～12um,d99在100um以内，整个循环回路物料循环量满足运行状态2.5～3.0Kg/Nm3要求，物料循环次数的增加延长了脱硫剂的反应时间，且回收的脱硫剂粒度具有最佳比表面积，可以强化炉膛内整体脱硫效果。
本实用新型由于在炉膛出口并列布置了高效绝热旋风分离器，炉膛燃烧后的烟气经炉膛出口进入旋风分离器，将烟气夹带的物料分离下来，通过返料器返回炉膛循环再燃，分离效率很高，提高了燃烧效率，增强了脱硫剂的固硫效果。炉内燃烧配风的优化调整，使得锅炉初始硫化物（SOX）生成控制在较低值。本实用新型适用于流态重构的循环流化床锅炉，通过燃烧控制和炉内石灰石脱硫系统使得锅炉炉膛出口硫化物（SOX）产生总量偏低。本实用新型由于有炉内脱硫未反应且活性高的CaO进入循环流化床的脱硫塔内，炉后半干法脱硫装置可不再添加脱硫剂，通过增湿在高浓度的循环流化床脱硫塔内，经多次循环，实现SOX的高效脱除，同时脱除汞、脱除PM2.5。本实用新型总体结构设计简单，确保锅炉炉膛烟气上升速度依据燃料煤的成灰磨耗特性，保持炉膛最佳烟气上升速度在4.5～5m/s范围内，适宜的循环物料量保证锅炉运行床温、炉膛出口烟温、分离器返料温度和分离器出口温度均在850～880℃最佳反应之间，温度变化范围在30℃，850～880℃的炉膛温度位于炉内石灰石脱硫的最佳反应温度区间，旋风分离器的高分离效率使循环物料具有最佳的物料比表面积，延长脱硫剂在炉内的反应停留时间，增强脱硫剂的固硫效果，使炉内石灰石脱硫后锅炉燃烧实际产生的硫化物（SOX）较国际通常产品大大偏低。再加上锅炉炉膛前后墙二次风口喷入前燃烧处于还原性气氛，强刚性二次风的喷入是气氛转为富氧状态，强化了脱硫反应的进行。有效发挥炉内石灰石廉价脱硫优势，同时配套炉后半干法脱硫技术，能有效利用炉内未反应其活性高的CaO，以废治废，降低脱硫运行成本，同时高效脱除SO2、SO3，同时协同脱除汞、PM2.5，酸性气体和重金属等，水耗及能耗低，烟道及烟囱无腐蚀。综合脱硫效率可达到99.5%以上，适应各种含硫煤种，完全能达到国家GB13223-2011《火电厂大气污染物排放标准》中锅炉尾部烟气硫化物（SOX）排放小于100mg/Nm3、含尘小于30mg/Nm3和含汞小于0.03mg/Nm3的要求。比湿法脱硫投资省、运行成本低，且适应未来对汞、PM2.5的排放要求，是一种有较好应用前景的技术。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图；
具体实施方式
如图1所示，流态重构循环流化床锅炉炉内外协同脱除污染物装置，包括炉膛1、输送机构13、储仓机构8、管道30，所述的输送机构13包括缓存仓16、设置在缓存仓下部的混合器17，以及通过管道30与混合器17连接的风机9，在所述的缓存仓上部还设置有缓存进料口14和排气口15；所述的储仓机构8包括储仓11、设置在储仓11顶部的库顶收尘器12、通过管道30与储仓11左下侧连接的电加热器10及通过管道与电加热器连接的风机9；缓存仓16上部设置的排气口15通过管道30与储仓11的右上侧相连接，缓存进料口14通过管道与储仓11的下端连接；其特点是：还包括与炉膛1烟气出口连通的并列布置在炉膛烟气出口区域、进口烟道下倾、中心筒偏心的绝热旋风分离器2、返料器3、与分离器连为一体的返料料腿4、分布在炉膛1前后墙上的二次风管5、与二次风管5连通的炉内石灰石脱硫入口阀组18、设置在分离器顶部的尾部烟道6、脱硫塔机构19、返料机构29、布袋除尘器28、增湿喷枪7、与布袋除尘器连为一体的除尘器入口27；所述的入口阀组18通过管道30与混合器17连接，所述返料器3与返料料腿4的底部相连接；所述的增湿喷枪7设置在尾部烟道6内下口处；
所述脱硫塔机构19包括脱硫塔本体25、与脱硫塔本体为一体并且相通的烟气入口20、长条形返料口24、烟气出口26、排灰口21，在脱硫塔本体25的下部左侧设置有工艺水喷嘴23，右侧设置有文里丘喷嘴22；
所述返料机构29内还设置有电加热器10与通过管道与电加热器连接的风机9；
所述除尘器入口27与烟气出口26相通，所述布袋除尘器下部通过返料机构29与长条形返料口24相连通，并且长条形返料口的顶部通过管道与电加热器10连接。
进一步优选方式：所述分离器由外壳和三层结构的耐火材料里衬组成，三层耐火材料分别为高强度耐磨浇注料、轻质浇注料、轻质保温砖，并且分离器上设有工作温度控制装置。
进一步优选方式：所述返料器3由外壳和三层结构的耐火材料里衬组成，三层耐火材料分别为高强度耐磨浇注料、轻质浇注料、轻质保温砖；所述返料器的返料风采用高压冷风，由小风帽送入，入口风管母管上装设流量计、压力计,并且所述返料器设有工作温度控制装置。
进一步优选方式：所述二次风管5的喷嘴设置在炉膛下部物料需要助燃的高度。
Claims (4)
1.流态重构循环流化床锅炉炉内外协同脱除污染物装置，包括炉膛（1）、输送机构（13）、储仓机构（8）、管道（30），所述的输送机构（13）包括缓存仓（16）、设置在缓存仓下部的混合器（17），以及通过管道（30）与混合器（17）连接的风机（9），在所述的缓存仓上部还设置有缓存进料口（14）和排气口（15）；所述的储仓机构（8）包括储仓（11）、设置在储仓（11）顶部的库顶收尘器（12）、通过管道（30）与储仓（11）左下侧连接的电加热器（10）及通过管道与电加热器连接的风机（9）；缓存仓（16）上部设置的排气口（15）通过管道（30）与储仓（11）的右上侧相连接，缓存进料口（14）通过管道与储仓（11）的下端连接；其特征是：还包括与炉膛（1）烟气出口连通的并列布置在炉膛烟气出口区域、进口烟道下倾、中心筒偏心的绝热旋风分离器（2）、返料器（3）、与分离器连为一体的返料料腿（4）、分布在炉膛（1）前后墙上的二次风管（5）、与二次风管（5）连通的炉内石灰石脱硫入口阀组（18）、设置在分离器顶部的尾部烟道（6）、脱硫塔机构（19）、返料机构（29）、布袋除尘器（28）、增湿喷枪（7）、与布袋除尘器连为一体的除尘器入口（27）；所述的入口阀组（18）通过管道（30）与混合器（17）连接，所述返料器（3）与返料料腿（4）的底部相连接；所述的增湿喷枪（7）设置在尾部烟道（6）内下口处；
所述脱硫塔机构（19）包括脱硫塔本体（25）、与脱硫塔本体为一体并且相通的烟气入口（20）、长条形返料口（24）、烟气出口（26）、排灰口（21），在脱硫塔本体（25）的下部左侧设置有工艺水喷嘴（23），右侧设置有文里丘喷嘴（22）；
所述返料机构（29）内还设置有电加热器（10）与通过管道与电加热器连接的风机（9）；
所述除尘器入口（27）与烟气出口（26）相通，所述布袋除尘器下部通过返料机构（29）与长条形返料口（24）相连通，并且长条形返料口的顶部通过管道与电加热器（10）连接。
2.根据权利要求1所述的流态重构循环流化床锅炉炉内外协同脱除污染物装置，其特征是：所述分离器由外壳和三层结构的耐火材料里衬组成，三层耐火材料分别为高强度耐磨浇注料、轻质浇注料、轻质保温砖，并且分离器上设有工作温度控制装置。
3.根据权利要求1所述的流态重构循环流化床锅炉炉内外协同脱除污染物装置，其特征是：所述返料器（3）由外壳和三层结构的耐火材料里衬组成，三层耐火材料分别为 高强度耐磨浇注料、轻质浇注料、轻质保温砖；所述返料器的返料风采用高压冷风，由小风帽送入，入口风管母管上装设流量计、压力计,并且所述返料器设有工作温度控制装置。
4.根据权利要求1所述的流态重构循环流化床锅炉炉内外协同脱除污染物装置，其特征是：所述二次风管（5）的喷嘴设置在炉膛下部物料需要助燃的高度。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CX01 | Expiry of patent term |
Granted publication date: 20140625 |
|
| CX01 | Expiry of patent term |