專利名稱：循環(huán)流化床鍋爐復(fù)合脫硫工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于環(huán)境保護(hù)技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及用來脫除循環(huán)流化床鍋爐燃燒后產(chǎn)生的煙氣中的二氧化硫氣體的循環(huán)流化床鍋爐復(fù)合脫硫工藝。
在循環(huán)流化床鍋爐燃燒脫硫過程中，除了石灰石粒度對脫硫的影響外，其床層溫度對脫硫效率有重要影響。循環(huán)流化床鍋爐床層溫度對脫硫的影響主要在于改變了脫硫劑的反應(yīng)速度、固體產(chǎn)物分布及孔隙堵塞特性，從而影響脫硫效率和脫硫劑利用率?！堆h(huán)流化床鍋爐理論與運(yùn)行》(岑可法等著)P367中提出，公認(rèn)的鼓泡床最佳脫硫溫度為850℃，許多研究者認(rèn)為循環(huán)流化床鍋爐脫硫的最佳溫度為850～900℃。
但是，在循環(huán)流化床鍋爐的實(shí)際運(yùn)行中，其燃燒溫度一般為900-1100℃，此溫度超出了循環(huán)流化床鍋爐燃燒脫硫的最佳溫度，造成了爐內(nèi)燃燒脫硫效率的大幅度下降，一般情況下脫硫效率為30-40％；同時(shí)，導(dǎo)致脫硫劑隨煙氣飛出爐子，造成脫硫劑浪費(fèi)。
本發(fā)明是通過如下方式實(shí)現(xiàn)循環(huán)流化床鍋爐復(fù)合脫硫工藝，首先將粒狀石灰石通過石灰石給料裝置送入循環(huán)流化床鍋爐內(nèi)，石灰石在爐內(nèi)分解成氧化鈣和二氧化碳?xì)怏w，氧化鈣與二氧化硫氣體反應(yīng)生成亞硫酸鈣，本發(fā)明的特征是在循環(huán)流化床鍋爐尾部煙道與電除塵器之間增加了增濕脫硫系統(tǒng)，循環(huán)流化床鍋爐內(nèi)未反應(yīng)的氧化鈣顆粒和二氧化硫氣體隨煙氣經(jīng)尾部煙道進(jìn)入增濕系統(tǒng)的增濕塔，在增濕塔內(nèi)，氧化鈣顆粒與經(jīng)過水霧化系統(tǒng)噴出的水滴反應(yīng)，生成氫氧化鈣，氫氧化鈣進(jìn)一步與二氧化硫反應(yīng)，生成亞硫酸鈣，完成爐外增濕脫硫過程。
上述的循環(huán)流化床鍋爐復(fù)合脫硫工藝，增濕系統(tǒng)的灰循環(huán)是由一級慣性分離裝置和二級下排氣旋風(fēng)分離裝置組成的雙循環(huán)結(jié)構(gòu)。
上述的循環(huán)流化床鍋爐復(fù)合脫硫工藝，其特征為增濕系統(tǒng)的灰循環(huán)采用外部循環(huán)方式，來自增濕塔和電除塵器的一部分飛灰經(jīng)脫硫灰輸送系統(tǒng)送至增濕塔上部入口。
上述的循環(huán)流化床鍋爐復(fù)合脫硫工藝，其特征還在于來自增濕塔下部和電除塵器的脫硫灰由制漿系統(tǒng)制成的脫硫灰漿液經(jīng)漿液輸送泵送至霧化系統(tǒng)，進(jìn)行增濕和實(shí)現(xiàn)灰循環(huán)。
由于采用上述脫硫工藝，石灰石脫硫劑的粒度可以采用較寬范圍，便于脫硫劑制備。因?yàn)檩^大顆粒的石灰石顆粒經(jīng)過分解反應(yīng)、硫化反應(yīng)后，經(jīng)過鍋爐高溫分離器分離后重新進(jìn)入床內(nèi)，由于床內(nèi)顆粒的碰撞作用，在脫硫劑顆粒重新露出新表面后再次反應(yīng)，直至氧化鈣顆粒粒度小于高溫分離器的切割粒徑后隨煙氣進(jìn)入尾部煙道。這些進(jìn)入尾部煙道的剩余氧化鈣顆粒在尾部受熱面與電除塵器之間的增濕塔內(nèi)進(jìn)一步與二氧化硫進(jìn)行氣液固反應(yīng)，進(jìn)行脫硫反應(yīng)，由于增濕塔采用由雙級慣性分離組成的雙循環(huán)結(jié)構(gòu)，使得增濕塔內(nèi)未反應(yīng)的脫硫劑顆粒多次循環(huán)利用，進(jìn)一步提高了脫硫劑利用率和脫硫效率。這樣，經(jīng)過爐內(nèi)燃燒脫硫和尾部增濕脫硫，最大程度的利用了不同粒度的脫硫劑，提高了系統(tǒng)總的脫硫劑利用率和脫硫效率。
本發(fā)明克服了循環(huán)流化床鍋爐高負(fù)荷、高燃燒效率穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)的燃燒溫度(900-1100℃)與爐內(nèi)脫硫最佳反應(yīng)溫度(850-900℃)的矛盾，既實(shí)現(xiàn)了燃燒的經(jīng)濟(jì)性，又保障了循環(huán)流化床鍋爐的環(huán)保特性，具有廣闊的應(yīng)用前景。
圖2為采用外部灰循環(huán)增濕塔的循環(huán)流化床鍋爐復(fù)合脫硫工藝示意圖。
圖3為采用循環(huán)灰漿液霧化的循環(huán)流化床鍋爐復(fù)合脫硫工藝示意圖。
圖中1為給煤裝置，2為石灰石給料裝置，3為循環(huán)流化床鍋爐，4為高溫旋風(fēng)分離器，5為尾部煙道，6為增濕塔，7為水霧化系統(tǒng)，8為一級慣性分離裝置，9為二級下排氣旋風(fēng)分離裝置，10為螺旋輸送裝置，11為電除塵器，12為出灰裝置，13為文丘里，14為上升煙道，15為增濕塔上部入口，16為脫硫灰輸送系統(tǒng)，17為制漿系統(tǒng)，18為漿液輸送泵。
粒度小于2mm的石灰石顆粒由石灰石給料裝置2送入循環(huán)流化床鍋爐3，經(jīng)爐內(nèi)煅燒分解的CaO顆粒在爐內(nèi)床層溫度下與二氧化硫進(jìn)行氣固反應(yīng)，較大顆粒的氧化鈣顆粒和燃煤顆粒經(jīng)循環(huán)流化床鍋爐高溫分離器分離后，再進(jìn)入床內(nèi)進(jìn)一步反應(yīng)，脫除一部分二氧化硫并完成床內(nèi)燃燒脫硫過程。粒度小于高溫分離器的切割粒徑的氧化鈣顆粒隨煙氣經(jīng)過尾部煙道5、文丘里13進(jìn)入增濕塔6，在文丘里上部布置了水霧化系統(tǒng)7對煙氣進(jìn)行增濕降溫處理，使電除塵器入口煙氣溫度達(dá)50-90℃，煙氣中的二氧化硫與增濕塔內(nèi)的生成的氫氧化鈣進(jìn)一步反應(yīng)，進(jìn)行爐外增濕脫硫過程。增濕塔6內(nèi)的氧化鈣、氫氧化鈣和飛灰顆粒經(jīng)過一級慣性分離裝置8下來的部分，重新進(jìn)入增濕塔內(nèi)參與反應(yīng)，經(jīng)一級慣性分離后的煙氣進(jìn)入二級下排氣旋風(fēng)分離裝置9，分離下的氫氧化鈣、飛灰顆粒再次由螺旋輸送裝置10送入增濕塔內(nèi)循環(huán)利用，部分反應(yīng)產(chǎn)物由下部出灰裝置12排出。這樣，由文丘里、一級慣性分離裝置、二級慣性分離裝置和螺旋回送裝置組成的增濕塔雙循環(huán)系統(tǒng)，保證了循環(huán)流化床鍋爐內(nèi)飛出的細(xì)小氧化鈣顆粒達(dá)到最大程度的利用。經(jīng)二級慣性分離器分離后的煙氣進(jìn)入電除塵器11，經(jīng)除塵后排放。
本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例是采用如圖2所示的結(jié)構(gòu)，其脫硫灰循環(huán)采用外部循環(huán)方式。經(jīng)過循環(huán)流化床鍋爐燃燒脫硫后的煙氣流經(jīng)尾部煙道5后，折轉(zhuǎn)向上經(jīng)過上升煙道14進(jìn)入增濕塔的上部入口15，由布置在增濕塔6上部的水霧化系統(tǒng)7對煙氣進(jìn)行增濕脫硫。一部分增濕塔下部的脫硫灰和來自電除塵器11的脫硫灰，經(jīng)過脫硫灰輸送系統(tǒng)16輸送到增濕塔6的上部入口15，進(jìn)入增濕塔進(jìn)一步進(jìn)行脫硫反應(yīng)。
本發(fā)明的第三種實(shí)施例采用如圖3所示的結(jié)構(gòu)，其脫硫灰的循環(huán)采用脫硫灰漿液循環(huán)方式。經(jīng)過循環(huán)流化床鍋爐燃燒脫硫后的煙氣流經(jīng)尾部煙道5后，折轉(zhuǎn)向上經(jīng)過上升煙道14由增濕塔的上部入口15進(jìn)入增濕塔。一部分含有未反應(yīng)脫硫劑的來自增濕塔下部和電除塵器的脫硫灰進(jìn)入制漿系統(tǒng)17，制成的漿液經(jīng)漿液輸送泵18送至霧化系統(tǒng)7，對增濕塔6內(nèi)的煙氣進(jìn)行增濕脫硫。
權(quán)利要求
1.循環(huán)流化床鍋爐復(fù)合脫硫工藝，首先將粒狀石灰石通過石灰石給料裝置[2]送入循環(huán)流化床鍋爐[3]內(nèi)，石灰石在爐內(nèi)分解成氧化鈣和二氧化碳?xì)怏w，氧化鈣與二氧化硫氣體反應(yīng)生成亞硫酸鈣，完成爐內(nèi)燃燒脫硫過程；本發(fā)明的特征是在循環(huán)流化床鍋爐尾部煙道[5]與電除塵器[11]之間增加了增濕脫硫系統(tǒng)，循環(huán)流化床鍋爐[3]內(nèi)未反應(yīng)的氧化鈣顆粒和二氧化硫氣體隨煙氣經(jīng)尾部煙道[5]進(jìn)入增濕脫硫系統(tǒng)的增濕塔[6]，在增濕塔[6]內(nèi)，氧化鈣顆粒與經(jīng)過水霧化系統(tǒng)[7]噴出的水滴反應(yīng)，生成氫氧化鈣，氫氧化鈣進(jìn)一步與二氧化硫反應(yīng)，生成亞硫酸鈣，完成尾部增濕脫硫過程。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的循環(huán)流化床鍋爐復(fù)合脫硫工藝，其特征為增濕系統(tǒng)的灰循環(huán)是由一級慣性分離裝置[8]和二級下排氣旋風(fēng)分離裝置[9]組成的雙循環(huán)結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的循環(huán)流化床鍋爐復(fù)合脫硫工藝，其特征為增濕系統(tǒng)的灰循環(huán)采用外部循環(huán)方式，來自增濕塔[6]和電除塵器[11]的一部分飛灰經(jīng)脫硫灰輸送系統(tǒng)[16]送至增濕塔上部入口[15]。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的循環(huán)流化床鍋爐復(fù)合脫硫工藝，其特征為來自增濕塔[6]下部和電除塵器[11]的脫硫灰由制漿系統(tǒng)[17]制成的脫硫灰漿液經(jīng)漿液輸送泵[18]送至霧化系統(tǒng)[7]，進(jìn)行增濕和實(shí)現(xiàn)灰循環(huán)。
全文摘要
本發(fā)明涉及用來脫除循環(huán)流化床鍋爐燃燒后產(chǎn)生的煙氣中的二氧化硫氣體的循環(huán)流化床鍋爐復(fù)合脫硫工藝。加入循環(huán)流化床鍋爐內(nèi)的石灰石顆粒首先在爐內(nèi)床層溫度下與二氧化硫反應(yīng)，進(jìn)行爐內(nèi)燃燒脫硫，脫除一部分二氧化硫；未反應(yīng)的、飛出爐外的氧化鈣顆粒在增濕塔內(nèi)進(jìn)一步與二氧化硫反應(yīng)，進(jìn)行爐外增濕脫硫過程，這樣構(gòu)成了循環(huán)流化床鍋爐的爐內(nèi)燃燒脫硫和尾部增濕脫硫的復(fù)合脫硫工藝。本發(fā)明克服了循環(huán)流化床鍋爐高負(fù)荷、高燃燒效率穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)的燃燒溫度與爐內(nèi)脫硫最佳反應(yīng)溫度的矛盾，實(shí)現(xiàn)了燃燒的經(jīng)濟(jì)性，保障了循環(huán)流化床鍋爐的環(huán)保特性。
文檔編號F23C10/00GK1401411SQ02135540
公開日2003年3月12日 申請日期2002年9月17日 優(yōu)先權(quán)日2002年9月17日
發(fā)明者馬春元, 董勇, 陳蓮芳, 徐夕仁, 李京, 李玉忠, 田風(fēng)國, 周廣鋒 申請人:山東大學(xué)