CN207702455U - 循环流化床锅炉超低排放系统集成装置 - Google Patents
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Abstract
一种循环流化床锅炉超低排放系统集成装置，它涉及一种系统集成装置，本实用新型以解决现有的循环流化床锅炉排放不达标而造成的环境污染以及设备腐蚀的问题。本实用新型包括循环流化床锅炉、脱硝装置、石灰石脱硫系统、干法脱硫系统和布袋除尘系统；循环流化床锅炉的炉膛的顶部与分离器相连通，返料器与循环流化床锅炉的炉膛的底部相连通，返料器与炉膛之间设有脱硝装置，炉膛和尾部烟道分别与石灰石脱硫系统相连通，炉膛的底部分别设有给煤装置和单层二次风装置,尾部烟道和布袋除尘系统分别与干法脱硫系统相连通，布袋除尘系统通过储灰仓与干法脱硫系统相连通。本实用新型适用于循环流化床锅炉污染物排放控制。
Description
技术领域
本实用新型具体涉及一种循环流化床锅炉超低排放系统集成装置。
背景技术
循环流化床锅炉燃烧技术因其具有的环保节能性能得到快速发展，随着新锅炉大气污染物排放标准实施，加速了循环流化床锅炉燃烧协同控制及辅助系统集成超低排放技术的开发及应用，进而达到超低排放和高效燃烧及安全运行。目前现有的循环流化床锅炉，需在炉外治理系统中布置多种环保处理装置，解决排放不达标的问题，而采用的湿法脱硫、SCR脱硝、湿式除尘或湿式电除尘设备等装置，其处理的方式存在投资成本大、运行成本高的问题，还会造成设备腐蚀，进一步造成环境污染，如废水排放、氨逃逸及有色烟羽、石膏雨、雾霾等。
实用新型内容
本实用新型为了解决现有的循环流化床锅炉排放不达标而造成的环境污染以及设备腐蚀的问题，而提供一种循环流化床锅炉超低排放系统集成装置。
本实用新型为解决上述技术问题采取的技术方案是：
一、从石灰石脱硫系统出来的一定粒度的一部分石灰石进入炉膛，在炉膛内进行一次脱硫，一次脱硫进入分离器进行二次脱硫，烟气被分离器分离出去，石灰石和灰经返料器进入炉膛，如此反复循环；
二、通过控制给煤装置进入炉膛的燃料粒度和控制返料器上的返料阀来改变物料循环量；采用二次风装置的单层结构，通过调节二次风装置的风门的大小来强化燃料燃烧的还原性气氛；以实现低氮燃烧，完成炉内脱硝；
三、从石灰石脱硫系统出来的另一部分石灰石进入尾部烟道，并与灰和烟气通过增湿活化装置进行增湿脱硫后，进入干法脱硫系统进行再一次脱硫；
四、干法脱硫系统脱硫后，石灰石与灰进入布袋除尘系统，将烟气分离出去，石灰石与灰进入储灰仓，储灰仓将石灰石与灰送入到干法脱硫系统进行再次脱硫，如此循环往复，净化后的烟气经过烟囱排出；
五、净化后的烟气经烟囱排出前通过烟气浓度检测装置，检测NOx、SO2、PM及氨等污染物的排放含量，产生的反馈信号分别传输给石灰石脱硫系统、脱硝装置、干法脱硫系统和布袋除尘系统上的各个自动调节的阀门改变进给量以使排放达标。
一种循环流化床锅炉超低排放系统集成装置，其特征在于：
它包括循环流化床锅炉、石灰石脱硫系统、干法脱硫系统和布袋除尘系统；
循环流化床锅炉的炉膛的顶部与分离器相连通，返料器与循环流化床锅炉的炉膛的底部相连通，返料器与循环流化床锅炉的炉膛之间设置有脱硝装置，炉膛和尾部烟道分别与石灰石脱硫系统相连通，炉膛的底部分别设有给煤装置和单层二次风装置；
尾部烟道和布袋除尘系统分别与干法脱硫系统相连通，布袋除尘系统与储灰仓相连通，储灰仓与干法脱硫系统相连通。
优选地，所述脱硝装置为SNCR脱硝装置。
进一步地，尾部烟道与干法脱硫系统之间设置有增湿活化装置。
本实用新型与现有技术相比具有以下有益效果：
一、本实用新型尾部采用增湿活化干法脱硫与布袋除尘系统集成，实现SO2烟尘超低排放，无成本脱除SO3、重金属及废水零排放，且烟道及烟囱不需要防腐，最终排放的烟气黑度≤1级，PM＜10mg/Nm3。
二、备用的SNCR脱硝装置在特殊情况下(如锅炉起停、负荷突变以及煤种波动等)，保证全负荷宽煤种NOx的排放达标和稳定。
三、石灰石脱硫装置优选最佳的石灰石种类，提供炉内流化状态相匹配的石灰石粒径及分布要求，保证最佳脱硫效率，输送简单可靠，可以满足锅炉8000小时以上的长期连续稳定地运行，并可以实现石灰石输送量的精确调节与控制。
四、本实用新型可以将现有的NOx排放浓度从100～250mg/Nm3降到50mg/Nm3以内。
五、本实用新型可以将炉内脱硫效率从现有的低于95％提高到99％，SO2排放浓度从小于100mg/m3降到小于35mg/m3。
附图说明
图1是本实用新型的示意图；
图2是分离器与返料器的连接结构图；
图3是分离器的整体结构图；
图4是图3的A-A剖视图。
具体实施方式
具体实施方式一：结合图1来说明本实施方式，本实施方式它包括循环流化床锅炉1、石灰石脱硫系统2、脱硝装置3、干法脱硫系统4和布袋除尘系统5；
循环流化床锅炉1的炉膛1-1的顶部与分离器1-2相连通，返料器1-3与循环流化床锅炉1的炉膛1-1的底部相连通，返料器1-3与循环流化床锅炉1的炉膛1-1之间设置有脱硝装置3，炉膛1-1和尾部烟道1-6分别与石灰石脱硫系统2相连通，炉膛1-1的底部分别设有给煤装置1-5和单层二次风装置1-4；
尾部烟道1-6和布袋除尘系统5分别与干法脱硫系统4相连通，布袋除尘系统5与储灰仓5-1相连通，储灰仓5-1与干法脱硫系统4相连通。
循环流化床锅炉1、石灰石脱硫系统2、干法脱硫系统4和布袋除尘系统5对污染物超低排放互相协同控制，并通过管道连接集成在一起形成污染物超低排放系统集成装置。
本实用新型所采用的单层二次风装置1-4为现有专利CN201610052478.8已公开的的技术，与现有专利CN201610052478.8中所记载的二次风结构相同。
具体实施方式二：结合图1来说明本实施方式，本实施方式所述脱硝装置3为SNCR脱硝装置。
本实施方式成本低，对于锅炉正常运行影响较小。
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来说明本实施方式，本实施方式尾部烟道1-6与干法脱硫系统4之间设置有增湿活化装置4-1。
本实施方式可以使炉内未进行化学反应的CaO与烟气中的SO2反应生此CaSO4，使得脱硫得以深度利用，实现以废治废，增湿活化装置4-1可以确保在炉内脱硫工况波动的情况下，SO2排放稳定达标。
本实施方式实现炉外的循环脱硫，进一步降低硫的排放。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1来说明本实施方式，本实施方式所述布袋除尘系统5与烟囱6相连通，烟囱6内设置有烟气浓度检测装置7。
烟气浓度检测装置7为CEMS。
烟气检测装置7可实时检测烟囱6排出烟气中SO2、NOx、PM及氨的排放浓度。
其它组成和连接关系与具体实施方式三相同。
具体实施方式五：结合图2～图4来说明本实施方式，本实施方式分离器1-2包括进口长烟道1-2-1、圆筒1-2-2、锥筒1-2-3、立管1-2-4和中心筒1-4-5，进口长烟道1-2-1的入口与炉膛1连通，进口长烟道1-2-1的出口与圆筒1-2-2的上方侧壁连通，进口长烟道1-2-1沿其长度方向的高度h相等，进口长烟道1-2-1沿其长度方向的宽度逐渐减小，进口长烟道1-2-1的入口宽度w1大于出口宽度w2，圆筒1-2-2、锥筒1-2-3和立管1-2-4由上至下依次连通并制成一体，中心筒1-4-5为上下开口的圆形筒状结构，中心筒1-4-5的上端与圆筒1-2-2的顶部连通固接，中心筒1-4-5为双偏置设置，x轴和与其垂直的y轴所组成的平面与圆筒1-2-2的上表面重合且x轴和y轴的交点为圆筒1-2-2的上表面圆心o，x轴与进口长烟道1-2-1的入口垂直，中心筒1-4-5的上表面圆心o1相对于圆筒1-2-2的上表面圆心o先向x轴的负方向偏置一段距离，再向y轴的正方向偏置一段距离。
其它组成和连接关系与具体实施方式四相同。
具体实施方式六：结合图1来说明本实施方式，本实施方式所述的控制方法如下：
一、从石灰石脱硫系统2出来的一定粒度的一部分石灰石进入炉膛1-1，在炉膛1-1内进行一次脱硫，一次脱硫进入分离器1-2进行二次脱硫，烟气被分离器1-2分离出去，石灰石和灰经返料器1-3进入炉膛1-1，如此反复循环；
烟气在炉膛1-1内流速控制在≤5m/s，可以防止炉膛1-1受热面磨损；
二、通过控制给煤装置1-5进入炉膛1-1的燃料粒度和控制返料器1-3上的返料阀来改变物料循环量；采用二次风装置1-4单层结构，通过调节二次风装置1-4的风门的大小来强化燃料燃烧的还原性气氛；以实现低氮燃烧，完成炉内脱硝；
优选地，给煤装置1-5进入炉膛1-1的燃料粒度范围为0-8mm。
三、从石灰石脱硫系统2出来的另一部分石灰石进入尾部烟道1-6，并与灰和烟气通过增湿活化装置4-1进行增湿脱硫后，进入干法脱硫系统4进行再一次脱硫；其化学反应方程式如下：
CaO+SO2+1/2O2＝CaSO4
Ca(OH)2+SO3＝CaSO4+H2O
与湿法脱硫相比。采用增湿活化装置4-1脱硫，可以实现无成本脱出SO3、重金属Hg及废水的零排放，同时还能实现烟道和烟囱不被腐蚀，不需要做防腐；
四、干法脱硫系统4脱硫后，石灰石与灰进入布袋除尘系统5，将烟气分离出去，石灰石与灰进入储灰仓5-1，储灰仓5-1将石灰石与灰送入到干法脱硫系统4进行再次脱硫，如此循环往复，净化后的烟气经过烟囱6排出；
五、净化后的烟气经烟囱6排出前通过烟气浓度检测装置7，检测NOx、SO2、PM及氨等污染物的排放含量，产生的反馈信号分别传输给石灰石脱硫系统2、脱硝装置3、干法脱硫系统4和布袋除尘系统5上的各个自动调节的阀门改变进给量以使排放达标(NOX<50mg/Nm3、SO2<35mg/Nm3、PM<10mg/Nm3)。
具体实施方式七：结合图1来说明本实施方式，本实施方式所述的控制方法如下：
所述干法脱硫系统4可以用半干法脱硫系统替代。其它组成和连接关系与具体实施方式六相同。
具体实施方式八：结合图1来说明本实施方式，本实施方式循环流化床锅炉1脱硫和脱硝时的燃烧温度控制在850℃-880℃之间。
本实施方式保证烟气、灰和石灰石在炉膛1-1和分离器1-2内的停留时间以增强炉内脱硫效率，实现炉内高效脱硫。其它组成和连接关系与具体实施方式七相同。
具体实施方式九：结合图1来说明本实施方式，本实施方式当循环流化床锅炉1起停、负荷突变以及煤种波动等特殊情况时，需要SNCR脱硝装置脱硝，脱硝液用氨水或尿素溶液，脱硝液通过脱硝装置3进入分离器1-2的入口处，脱硝液与烟气在分离器1-2内混合后通过化学反应脱出NOx；其它组成和连接关系与具体实施方式八相同。
具体实施方式十：结合图1来说明本实施方式，本实施方式所述石灰石粒度为0-0.5mm。
其它组成和连接关系与具体实施方式九相同。
Claims (5)
1.一种循环流化床锅炉超低排放系统集成装置，其特征在于：它包括循环流化床锅炉(1)、石灰石脱硫系统(2)、脱硝装置(3)、干法脱硫系统(4)和布袋除尘系统(5)；
循环流化床锅炉(1)的炉膛(1-1)的顶部与分离器(1-2)相连通，返料器(1-3)与循环流化床锅炉(1)的炉膛(1-1)的底部相连通，返料器(1-3)与循环流化床锅炉(1)的炉膛(1-1)之间设置有脱硝装置(3)，炉膛(1-1)和尾部烟道(1-6)分别与石灰石脱硫系统(2)相连通，炉膛(1-1)的底部分别设有给煤装置(1-5)和单层二次风装置(1-4)；
尾部烟道(1-6)和布袋除尘系统(5)分别与干法脱硫系统(4)相连通，布袋除尘系统(5)与储灰仓(5-1)相连通，储灰仓(5-1)与干法脱硫系统(4)相连通。
2.根据权利要求1所述的一种循环流化床锅炉超低排放系统集成装置，其特征在于：所述脱硝装置(3)为SNCR脱硝装置。
3.根据权利要求1或2所述的一种循环流化床锅炉超低排放系统集成装置，其特征在于：尾部烟道(1-6)与干法脱硫系统(4)之间设置有增湿活化装置(4-1)。
4.根据权利要求3所述的一种循环流化床锅炉超低排放系统集成装置，其特征在于：所述布袋除尘系统(5)与烟囱(6)相连通，烟囱(6)内设置有烟气浓度检测装置(7)。
5.根据权利要求4所述的一种循环流化床锅炉超低排放系统集成装置，其特征在于：分离器(1-2)包括进口长烟道(1-2-1)、圆筒(1-2-2)、锥筒(1-2-3)、立管(1-2-4)和中心筒(1-4-5)，进口长烟道(1-2-1)的入口与炉膛(1-1)连通，进口长烟道(1-2-1)的出口与圆筒(1-2-2)的上方侧壁连通，进口长烟道(1-2-1)沿其长度方向的高度(h)相等，进口长烟道(1-2-1)沿其长度方向的宽度逐渐减小，进口长烟道(1-2-1)的入口宽度(w1)大于出口宽度(w2)，圆筒(1-2-2)、锥筒(1-2-3)和立管(1-2-4)由上至下依次连通并制成一体，中心筒(1-4-5)为上下开口的圆形筒状结构，中心筒(1-4-5)的上端与圆筒(1-2-2)的顶部连通固接，中心筒(1-4-5)为双偏置设置，x轴和与其垂直的y轴所组成的平面与圆筒(1-2-2)的上表面重合且x轴和y轴的交点为圆筒(1-2-2)的上表面圆心(o)，x轴与进口长烟道(1-2-1)的入口垂直，中心筒(1-4-5)的上表面圆心(o1)相对于圆筒(1-2-2)的上表面圆心(o)先向x轴的负方向偏置一段距离，再向y轴的正方向偏置一段距离。
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| CN201820059272.2U CN207702455U (zh) | 2018-01-12 | 2018-01-12 | 循环流化床锅炉超低排放系统集成装置 |
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| CN108105761A (zh) * | 2018-01-12 | 2018-06-01 | 哈尔滨红光锅炉总厂有限责任公司 | 循环流化床锅炉超低排放协同控制方法及系统集成装置 |
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2018
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| CN108105761B (zh) * | 2018-01-12 | 2024-02-13 | 哈尔滨红光锅炉总厂有限责任公司 | 循环流化床锅炉超低排放协同控制方法及系统集成装置 |
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