CN211232853U - 一种循环流化床锅炉超低排放的环保岛系统 - Google Patents
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Abstract
一种循环流化床锅炉超低排放的环保岛系统，包括循环流化床锅炉，SNCR，旋风分离器，干法脱硫塔，布袋除尘器以及烟囱；其中，循环流化床锅炉顶部与旋风分离器的入口相连，并且旋风分离器的入口处设置有SNCR，旋风分离器底部与循环流化床锅炉底部相连，旋风分离器的出口与干法脱硫塔入口相连，干法脱硫塔出口与布袋除尘器入口相连，布袋除尘器出口与烟囱相连。本实用新型的系统在排放过程中没有废水排放，副产物为干态，可以多渠道综合利用，实现循环经济；无烟囱腐蚀，排烟透明，无视觉污染，无湿法脱硫的“烟囱雨”和拖尾烟迹现象。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种循环流化床锅炉技术领域，尤其涉及一种循环流化床锅炉超低排放的环保岛系统。
背景技术
循环流化床锅炉燃烧技术是清洁煤技术中商业化程度最好的优选技术之一，它具有煤种适应性强、负荷调节范围大、燃烧稳定、炉内燃烧中添加石灰石实现低成本脱硫、分级燃烧能有效降低NOx排放、灰渣综合利用等优点。
CFB锅炉的NOx排放浓度平均为270～290mg·m-3，蒸发量420t·h-1以上的大型CFB锅炉的NOx平均排放浓度为230mg·m-3左右；而蒸发量240t·h-1的中小型锅炉NOx烟气排放浓度更高一些，平均为300mg·m-3。有极少数的CFB锅炉的NOx排放浓度已达到90～150mg·m-3。但随着中国环境保护形势的日趋严峻，大气污染物排放需要按超低排放控制。传统CFB锅炉均无法实现污染物超低排放水平。
传统的炉内钙法脱硫技术只能控制二氧化硫(SO2)的排放质量浓度为150mg/m3左右，无法达到SO2的超低排放要求。低温分级燃烧也无法实现氮氧化物及烟尘的超低排放。采用选择性非催化还原(SNCR)脱硝是可以将CFB锅炉烟气中的NOx最终排放浓度控制在100mg/m3以下，无法稳定实现CFB锅炉的NOx超低排放。氧化吸收法(COA)具有投资省、脱硝效率较选择性非催化还原法高等优点，但使用该工艺时需结合脱硫装置来实现脱硝。
如果CFB锅炉的污染物超低排放系统采用与煤粉炉相同的环保技术，环保系统复杂、初投资高、运行费用高、系统占地面积大、还需要处理脱硫废水，这会导致CFB锅炉低成本污染控制的优势不复存在。因此，需要从技术和经济性角度选择适用于CFB锅炉的NOx、SOx、烟尘的超低排放系统。
实用新型内容
针对现有技术中存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种循环流化床锅炉超低排放的环保岛系统。
为实现上述目的，本实用新型采用如下的技术方案：
一种循环流化床锅炉超低排放的环保岛系统，包括循环流化床锅炉，SNCR，旋风分离器，干法脱硫塔，布袋除尘器以及烟囱；其中，循环流化床锅炉顶部与旋风分离器的入口相连，并且旋风分离器的入口处设置有SNCR，旋风分离器底部与循环流化床锅炉底部相连，旋风分离器的出口与干法脱硫塔入口相连，干法脱硫塔出口与布袋除尘器入口相连，布袋除尘器出口与烟囱相连。
本实用新型进一步的改进在于，旋风分离器出口与干法脱硫塔入口之间相连的管道上设置有脱硝剂储存及供应系统与脱硫剂储存及供应系统。
本实用新型进一步的改进在于，布袋除尘器底部通过物料循环系统与干法脱硫塔入口相连。
本实用新型进一步的改进在于，物料循环系统包括挡板门、流量计以及自动调节阀，布袋除尘器底部与挡板门相连，挡板门与流量计相连，流量计与自动调节阀相连，自动调节阀与干法脱硫塔入口相连。
本实用新型进一步的改进在于，布袋除尘器出口经引风机与烟囱相连。
本实用新型进一步的改进在于，干法脱硫塔内设置有导流板，塔顶设置有物料回流装置。
本实用新型进一步的改进在于，布袋除尘器内设置有导流板。
与现有技术相比，本实用新型具有的有益效果：
1)本实用新型通过设置SNCR，旋风分离器，干法脱硫塔，布袋除尘器以及烟囱；循环流化床锅炉顶部与旋风分离器的入口相连，并且旋风分离器的入口处设置有SNCR，旋风分离器底部与循环流化床锅炉底部相连，旋风分离器的出口与干法脱硫塔入口相连，干法脱硫塔出口与布袋除尘器入口相连，布袋除尘器出口与烟囱相连。采用SNCR脱硝+靶向氧化的复合脱硝技术，对NOx的初始浓度适应性强，满足所有的循环流化床锅炉的NOx超低排放。根据SNCR脱硝效率及出口NOx浓度，可灵活调节氧化脱硝剂的耗量，有效节约运行成本，并保证NOx排放能够稳定达标。
机组启停炉到满负荷运行的过程中，脱硫、脱硝、除尘系统始终与锅炉保持同步投运状态，保证各个负荷下都能实现：NOx排放小于50mg/m3，SO2排放小于35mg/m3，烟尘排放小于5mg/m3。
2)本实用新型的系统在排放过程中没有废水排放，副产物为干态，可以多渠道综合利用，实现循环经济；
3)无烟囱腐蚀，排烟透明，无视觉污染，无湿法脱硫的“烟囱雨”和拖尾烟迹现象；
4)系统运行电耗降低，本实用新型的干法脱硫系统运行电耗率约占厂用电率的0.7％，低于湿法脱硫1.0％的电耗率，有着较好的运行经济性。
该系统的初投资低、运行稳定可靠、故障率低、运行及维护成本低、脱硫效率高、无废水排放、综合净化效益高。
进一步的，干法脱硫塔的塔内增加了导流板，塔顶增加了物料回流装置，强化了内循环，颗粒更易于被下游的布袋除尘器过滤脱除。
附图说明
图1为本实用新型的系统的结构示意图。
图中，1为循环流化床锅炉，2为一次风，3为SNCR，4为旋风分离器，5为脱硝剂储存及供应系统，6为脱硫剂储存及供应系统，7为干法脱硫塔，8为布袋除尘器，9为挡板门，10为流量计，11为自动调节阀，12为引风机，13为烟囱。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型进行详细说明。
参见图1，本实用新型包括循环流化床锅炉1，SNCR 3，旋风分离器4，脱硝剂储存及供应系统5，脱硫剂储存及供应系统6，干法脱硫塔7，布袋除尘器8，挡板门9，流量计10，自动调节阀11，引风机12以及烟囱13。其中，挡板门9、流量计10、以及自动调节阀11组成的物料循环系统；循环流化床锅炉1底部通入一次风2，循环流化床锅炉1顶部与旋风分离器4的入口相连，并且旋风分离器4的入口处设置有SNCR 3，旋风分离器4底部与循环流化床锅炉1底部相连，旋风分离器4的出口通过管道与干法脱硫塔7底部入口相连，干法脱硫塔7顶部出口与布袋除尘器8相连，布袋除尘器8底部通过物料循环系统与干法脱硫塔7入口相连。布袋除尘器8出口经引风机12与烟囱13相连。
旋风分离器4出口与干法脱硫塔7入口之间相连的管道上设置有脱硝剂储存及供应系统5与脱硫剂储存及供应系统6。
本实用新型的工作过程为：燃料(煤、生物质或垃圾等)在循环流化床锅炉1内燃烧，燃烧产生大量的烟尘、NOx、SOx等污染物。
在旋风分离器4入口布置脱硝还原剂短喷枪的SNCR 3，可控制氮氧化物排放浓度低于50mg/m3。部分循环流化床锅炉由于煤质等原因，利用SNCR脱硝技术后，氮氧化物排放浓度高于50mg/m3，需要借助脱硝剂储存及供应系统5在干法脱硫塔7入口烟道喷射脱硝氧化剂进行氧化脱硝。
干法脱硫塔7前喷射脱硫剂与脱硝剂，烟气从干法脱硫塔7底部进入干法脱硫塔7，干法脱硫塔7内加入的脱硝剂、脱硫剂、循环灰等与烟气发生气固两相的充分接触，实现干法脱硫塔7内的同时脱硫、脱硝。含尘烟气从干法脱硫塔7顶部侧向排出进入布袋除尘器8。干法脱硫塔7的塔内增加了导流板，塔顶增加了物料回流装置，强化了内循环，颗粒更易于被下游的布袋除尘器8过滤脱除。布袋除尘器8采用上进风、入口预除尘方式，增设导流板使气流均布，减少除尘器的整体阻力。布袋除尘器8的布袋采用超细纤维滤料，提高微细粉尘的收集效率，保证出口烟尘小于5mg/m3。经过脱硫、脱硝、除尘的清洁烟气通过引风机12排到烟囱13。
SNCR脱硝采用在旋风分离器入口布置还原剂短喷枪，可控制氮氧化物排放浓度低于50mg/m3。部分循环流化床锅炉由于煤质等原因，氮氧化物排放浓度高于50mg/m3，需进行二次烟气脱硝。NO难以被吸收反应，通过脱硝剂的氧化作用将难溶于水的NO转化为高价态易溶于水的NOx，再以干法脱硫塔内湍动的、有大表面积的吸附剂颗粒作为载体，将高价态的NOx与钙基吸收剂快速反应脱除，完成脱硝。
干法脱硫塔7前喷射脱硫剂、脱硝剂，实现干法脱硫塔的同时脱硫、脱硝，脱硝剂由主料和辅料构成，主料为粉末状的KMnO4，辅料为粉末状的NaHCO3、Na2CO3、NaOH、KOH或天然碱等。脱硫剂为粉末状的Ca(OH)2。
脱硝反应生成的副产物主要为Ca(NO3)2，其在常温下具有一定的吸潮性，但不会团聚。脱硫脱硝塔内反应温度高于烟气露点约20℃，同时在大量干燥脱硫灰的环境下，可有效避免物料黏性增加，防止设备结垢。
具体反应原理如下：
4NO2+O2+2H2O→4HNO3
3NO2+H2O→2HNO3+NO
2HNO3+Ca(OH)2→Ca(NO3)2+2H2O
本实用新型中脱硝反应机理为氧化吸收，不是传统的还原脱硝，关键环节为NO氧化成NO2、NO2中和吸收。
1)采用SNCR脱硝+靶向氧化的复合脱硝技术，对NOx的初始浓度适应性强，满足所有的循环流化床锅炉的NOx超低排放。
根据SNCR脱硝效率及出口NOx浓度，可灵活调节氧化脱硝剂的耗量，有效节约运行成本，并保证NOx排放能够稳定达标。
干法脱硫塔7具有良好的NO2吸收优势，一是碱性强，pH达到8～11；二是塔内颗粒浓度高、湍动较强，利于吸收反应。
2)实现机组启停阶段在内的全负荷下的NOx、SOx、烟尘的超低排放
脱硝系统简单，可依托干法脱硫塔协同脱硝，可大大降低投资成本，同时不增加系统阻力，运行操作更加简单。一般在100℃以下的低温期间即可进行脱硝反应，对锅炉负荷变化适应性强，机组启停炉到满负荷运行的过程中，脱硫、脱硝、除尘系统始终与锅炉保持同步投运状态，保证各个负荷下都能实现：NOx排放小于50mg/m3，SO2排放小于35mg/m3，烟尘排放小于5mg/m3。
本实用新型能够达到以下效果：
1)实现SOx≤35mg/m3，烟尘≤5mg/m3，NOx≤50mg/m3，对入口SO2浓度适应性强，入口SO2浓度在1000～2500mg/m3波动变化，出口SO2浓度稳定在35mg/m3以下；
2)没有废水排放，副产物为干态；
3)无烟囱腐蚀，无视觉污染，无湿法脱硫的“烟囱雨”和拖尾烟迹现象；
4)系统运行电耗降低，干法脱硫系统运行电耗率约占厂用电率的0.7％，低于湿法脱硫1.0％的电耗率，有着较好的运行经济性。
Claims (7)
1.一种循环流化床锅炉超低排放的环保岛系统，其特征在于，包括循环流化床锅炉(1)，SNCR(3)，旋风分离器(4)，干法脱硫塔(7)，布袋除尘器(8)以及烟囱(13)；其中，循环流化床锅炉(1)顶部与旋风分离器(4)的入口相连，并且旋风分离器(4)的入口处设置有SNCR(3)，旋风分离器(4)底部与循环流化床锅炉(1)底部相连，旋风分离器(4)的出口与干法脱硫塔(7)入口相连，干法脱硫塔(7)出口与布袋除尘器(8)入口相连，布袋除尘器(8)出口与烟囱(13)相连。
2.根据权利要求1所述的一种循环流化床锅炉超低排放的环保岛系统，其特征在于，旋风分离器(4)出口与干法脱硫塔(7)入口之间相连的管道上设置有脱硝剂储存及供应系统(5)与脱硫剂储存及供应系统(6)。
3.根据权利要求1所述的一种循环流化床锅炉超低排放的环保岛系统，其特征在于，布袋除尘器(8)底部通过物料循环系统与干法脱硫塔(7)入口相连。
4.根据权利要求3所述的一种循环流化床锅炉超低排放的环保岛系统，其特征在于，物料循环系统包括挡板门(9)、流量计(10)以及自动调节阀(11)，布袋除尘器(8)底部与挡板门(9)相连，挡板门(9)与流量计(10)相连，流量计(10)与自动调节阀(11)相连，自动调节阀(11)与干法脱硫塔(7)入口相连。
5.根据权利要求1所述的一种循环流化床锅炉超低排放的环保岛系统，其特征在于，布袋除尘器(8)出口经引风机(12)与烟囱(13)相连。
6.根据权利要求1所述的一种循环流化床锅炉超低排放的环保岛系统，其特征在于，干法脱硫塔(7)内设置有导流板，塔顶设置有物料回流装置。
7.根据权利要求1所述的一种循环流化床锅炉超低排放的环保岛系统，其特征在于，布袋除尘器(8)内设置有导流板。
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