一種復(fù)合脫硫零排放cfb鍋爐及其工作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及鍋爐技術(shù)領(lǐng)域，具體地說(shuō)是一種復(fù)合脫硫零排放CFB鍋爐及其工作方法。
【背景技術(shù)】
[0002]CFB(circulating fluidized bed,循環(huán)流化床)鍋爐煤種適應(yīng)性強(qiáng)，可以燃燒劣質(zhì)煤，環(huán)保特性好，中溫燃燒NOx生成量少，適合采用爐內(nèi)噴鈣脫硫工藝。CFB鍋爐適合用于建設(shè)坑口電廠，以就地消化選煤、洗煤產(chǎn)生的煤矸石、煤泥等低熱值煤，實(shí)現(xiàn)資源綜合利用?；谝陨咸匦?，CFB鍋爐在中國(guó)應(yīng)用廣泛。
[0003]隨著大氣環(huán)境質(zhì)量的惡化，燃煤鍋爐面臨超凈排放的新要求，CFB鍋爐也面臨超凈排放的要求;CFB鍋爐利用傳統(tǒng)爐內(nèi)噴鈣脫硫工藝難以實(shí)現(xiàn)SO2的超凈排放;常規(guī)CFB鍋爐采用爐內(nèi)噴鈣脫硫工藝無(wú)法達(dá)到新環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的要求，更達(dá)不到超凈排放的水平，需要技術(shù)和工藝的創(chuàng)新。
[0004]調(diào)研發(fā)現(xiàn)，利用活性炭吸附脫硫可以實(shí)現(xiàn)很高的脫硫效率，甚至可以實(shí)現(xiàn)零排放。但是由于成本較高，所以在實(shí)際工程應(yīng)用的很少。因CFB鍋爐爐內(nèi)噴鈣脫硫工藝可以達(dá)到90%的脫硫效率，如果先采用該工藝后，再采用活性炭吸附脫硫，則可以使活性炭吸附脫硫的規(guī)模和成本降低到原來(lái)的10%，因此兩種脫硫工藝結(jié)合在一起，有可能實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)上可承受的CFB鍋爐脫硫零排放。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對(duì)上述問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于提供一種復(fù)合脫硫零排放CFB鍋爐及其工作方法，該鍋爐及其工作方法通過(guò)雙重脫硫?qū)崿F(xiàn)SO2的零排放，而且活性炭吸附/再生單元可循環(huán)利用，經(jīng)濟(jì)性好。
[0006]本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采取的技術(shù)方案包括:一種復(fù)合脫硫零排放CFB鍋爐，包括爐膛和煙囪，在爐膛內(nèi)設(shè)有爐內(nèi)噴鈣脫硫系統(tǒng)，爐膛和煙囪之間設(shè)置有至少兩個(gè)活性炭吸附/再生單元，每個(gè)活性炭吸附/再生單元靠近煙囪的一端設(shè)有與煙囪相連通的支管和與爐膛相連通的支管，每個(gè)活性炭吸附/再生單元靠近爐膛的一端設(shè)有與爐膛相連通的支管，每條所述的支管上均設(shè)有閥門，通過(guò)閥門的切換實(shí)現(xiàn)活性炭吸附/再生單元內(nèi)吸附劑的吸附脫硫過(guò)程或者再生過(guò)程。
[0007]活性炭吸附/再生單元內(nèi)的吸附劑可以是各種商用活性炭，也可以是具有吸附能力的活性焦，通過(guò)吸附單元和再生單元的切換，這些吸附劑可以多次循環(huán)利用。
[0008]進(jìn)一步的技術(shù)方案為:在爐膛和活性炭吸附/再生單元之間安裝有煙氣熱量吸收裝置，需脫硫的煙氣從爐膛經(jīng)煙氣熱量吸收裝置后到達(dá)活性炭吸附/再生單元，為活性炭吸附/再生單元的再生提供熱源的煙氣從爐膛直接到達(dá)活性炭吸附/再生單元。
[0009]煙氣熱量吸收的裝置可以是過(guò)熱器、再熱器、省煤器、空氣預(yù)熱器等，可以提高鍋爐的熱交換性能，降低能量消耗;而為活性炭吸附/再生單元的再生提供熱源的煙氣需要具備較高的溫度，其從爐膛直接到達(dá)活性炭吸附/再生單元以實(shí)現(xiàn)活性炭吸附/再生單元較好的再生效果。
[0010]為了除去煙氣中的粉塵，保證鍋爐各部件的正常工作，進(jìn)一步的技術(shù)方案為:每個(gè)所述活性炭吸附/再生單元與爐膛之間均設(shè)置有除塵器。其中，需脫硫的煙氣經(jīng)過(guò)普通的靜電除塵器達(dá)活性炭吸附/再生單元，為活性炭吸附/再生單元的再生提供熱源的煙氣經(jīng)過(guò)高溫靜電除塵器到達(dá)活性炭吸附/再生單元。
[0011]進(jìn)一步的技術(shù)方案為:所述的爐內(nèi)噴鈣脫硫系統(tǒng)中，鈣基物質(zhì)的鈣硫比在2?2.5的基礎(chǔ)上增加0.25?0.4。目前的爐內(nèi)噴鈣工藝中，鈣基物質(zhì)的鈣硫比一般為2?2.5，可以達(dá)到較好的脫硫效果，本發(fā)明中因?yàn)榛钚蕴课?再生單元再生過(guò)程中釋放出的SO2通過(guò)送風(fēng)系統(tǒng)送回到CFB鍋爐的爐膛內(nèi)，會(huì)使得爐膛內(nèi)原始SO2濃度增加，所以為保證SO2的零排放，適當(dāng)?shù)脑黾逾}硫比，鈣硫比增加0.25?0.4。
[0012]進(jìn)一步的技術(shù)方案為:活性炭吸附/再生單元與煙囪相連通的支管和活性炭吸附/再生單元與爐膛相連通的支管上分別設(shè)有引風(fēng)機(jī)。引風(fēng)機(jī)可以排出爐膛內(nèi)產(chǎn)生的煙氣，并使?fàn)t膛內(nèi)維持一定的負(fù)壓，克服尾部煙道內(nèi)的壓力損失，同時(shí)引風(fēng)機(jī)還能夠增加爐膛內(nèi)的氧氣含量，起到助燃的作用，使燃燒更充分、更徹底。
[0013]進(jìn)一步的技術(shù)方案為:每個(gè)所述活性炭吸附/再生單元上均連接有外接熱源?；钚蕴课?再生單元再生過(guò)程中需要的熱源可以采用CFB鍋爐的高溫?zé)煔夂瓦^(guò)熱蒸汽提供，也可以采用其它的外接熱源，增加靈活性和可操作性。
[0014]為了合理的布置管道，最大程度的降低成本，進(jìn)一步的技術(shù)方案為:所述的活性炭吸附/再生單元包括第一活性炭吸附/再生單元和第二活性炭吸附/再生單元，第一活性炭吸附/再生單元與爐膛之間設(shè)有第一總管，第一活性炭吸附/再生單元遠(yuǎn)離爐膛的一端設(shè)有第二總管，第二活性炭吸附/再生單元與爐膛之間設(shè)有第三總管，第二活性炭吸附/再生單元遠(yuǎn)離爐膛的一端設(shè)有第四總管；
[0015]第一總管靠近第一活性炭吸附/再生單元的一端分為第一支管和第二支管，第二總管遠(yuǎn)離第一活性炭吸附/再生單元的一端分為第三支管和第四支管，第三總管靠近第二活性炭吸附/再生單元的一端分為第五支管和第六支管，第四總管遠(yuǎn)離第二活性炭吸附/再生單元的一端分為第七支管和第八支管；
[0016]第一支管同時(shí)連通到第一活性炭吸附/再生單元和第五支管上，第六支管同時(shí)連通到第二活性炭吸附/再生單元和第二支管上，第三支管同時(shí)連通到第七支管和煙囪上，第四支管通過(guò)第八支管連通到爐膛上；
[0017]全部的支管上分別設(shè)有管道分流閥門。
[0018]本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)方案還包括:一種復(fù)合脫硫零排放CFB鍋爐的工作方法，通過(guò)管道分流閥門將其中一個(gè)活性炭吸附/再生單元設(shè)置為吸附狀態(tài)，另一個(gè)活性炭吸附/再生單元設(shè)置為再生狀態(tài)；
[0019]爐膛內(nèi)經(jīng)爐內(nèi)噴鈣脫硫后的煙氣沿管道到達(dá)處于吸附狀態(tài)的活性炭吸附/再生單元，煙氣內(nèi)殘留的SO2被吸附狀態(tài)的活性炭吸附/再生單元吸附，該吸附狀態(tài)的活性炭吸附/再生單元吸附飽和后，將其切換成再生狀態(tài)，另一個(gè)原本處于再生狀態(tài)的活性炭吸附/再生單元切換至吸附狀態(tài)；
[0020]利用爐膛CFB鍋爐的煙氣和過(guò)熱蒸汽對(duì)再生狀態(tài)的活性炭吸附/再生單元進(jìn)行再生，活性炭吸附/再生單元再生過(guò)程釋放出來(lái)的SO2送回到爐膛內(nèi)，利用爐內(nèi)噴鈣工藝對(duì)其進(jìn)行最終脫除。
[0021]進(jìn)一步的技術(shù)方案為:當(dāng)?shù)谝恢Ч堋⒌谒闹Ч?、第六支管和第七支管上的管道分流閥門打開，第二支管、第三支管、第五支管和第八支管上的管道分流閥門關(guān)閉時(shí)，第一活性炭吸附/再生單元處于再生狀態(tài)，第二活性炭吸附/再生單元處于吸附狀態(tài)。
[0022]進(jìn)一步的技術(shù)方案為:當(dāng)?shù)谝恢Ч?、第四支管、第六支管和第七支管上的管道分流閥門關(guān)閉，第二支管、第三支管、第五支管和第八支管上的管道分流閥門打開時(shí)，第一活性炭吸附/再生單元處于吸附狀態(tài)，第二活性炭吸附/再生單元處于再生狀態(tài)。
[0023]本發(fā)明的有益效果是:
[0024]1、本發(fā)明的鍋爐通過(guò)爐內(nèi)噴鈣和活性炭吸附/再生單元的雙重脫硫，能夠?qū)崿F(xiàn)CFB鍋爐的SO2零排放，同時(shí)，活性炭吸附/再生單元能夠在吸附狀態(tài)和再生狀態(tài)之間切換，活性炭吸附/再生單元內(nèi)的吸附劑可以多次循環(huán)使用，降低了成本，經(jīng)濟(jì)性好。
[0025]2、本發(fā)明的工作方法操作簡(jiǎn)單，通過(guò)操作閥門實(shí)現(xiàn)活性炭吸附/再生單元的吸附狀態(tài)和再生狀態(tài)之間的切換，實(shí)現(xiàn)CFB鍋爐的SO2零排放，對(duì)于環(huán)境保護(hù)具有重要意義。
【附圖說(shuō)明】
[0026]圖1為本發(fā)明實(shí)施例的整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖2為本發(fā)明實(shí)施例活性炭吸附/再生單元處的管道連接的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0028]圖中:I給料倉(cāng)，2給料倉(cāng)，3爐膛，4旋風(fēng)分離器，5過(guò)熱器，6再熱器，7省煤器，8高溫靜電除塵器，9管道分流閥門，10管道分流閥門，11第一活性炭吸附/再生單元，12管道分流閥門，13管道分流閥門，14煙囪，15給煤機(jī)，16水冷風(fēng)室，17回料閥，18高壓流化風(fēng)機(jī)，19空氣預(yù)熱器，20—次風(fēng)機(jī)，21 二次風(fēng)機(jī)，22靜電除塵器，23管道分流閥門，24管道分流閥門，25第二活性炭吸附/再生單元，26管道分流閥門，27管道分流閥門，28引風(fēng)機(jī)，29引風(fēng)機(jī)，30第一總管，31第二總管，32第三總管，33第四總管，34第一支管，35第二支管，36第三支管，37第四支管，38第五支管，39第六支管，40第七支管，41第八支管。
【具體實(shí)施方式】
[0029]下面結(jié)合說(shuō)明書附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述:
[0030]如圖1所示，一種復(fù)合脫硫零排放CFB鍋爐，包括爐膛3和煙囪14，在爐膛3內(nèi)設(shè)有爐內(nèi)噴鈣脫硫系統(tǒng)，爐膛3和煙囪14之間設(shè)置有第一活性炭吸附/再生單元11和第二活性炭吸附/再生單元25，每個(gè)活性炭吸附/再生單元靠近煙囪14的一端設(shè)有與煙囪14相連通的支管和與爐膛3相連通的支管，每個(gè)活性炭吸附/再生單元靠近爐膛3的一端設(shè)有與爐膛3相連通的支管，每條所述的支管上均設(shè)有閥門，通過(guò)閥門的切換實(shí)現(xiàn)活性炭吸附/再生單元內(nèi)吸附劑的吸附脫硫過(guò)程或者再生過(guò)程。
[0031]活性炭吸附/再生單元內(nèi)的吸附劑可以是各種商用活性炭，也可以是具有吸附能力的活性焦，通過(guò)吸附單元和再生單元的切換，這些吸附劑可以多次循環(huán)利用。
[0032]在爐膛3和活性炭吸附/再生單元之間安裝有煙氣熱量吸收裝置，需脫硫的煙氣從爐膛3經(jīng)煙氣熱量吸收裝置后到達(dá)活性炭吸附/再生單元;為活性炭吸附/再生單元的再生提供熱源的煙氣從爐膛3直接到達(dá)活性炭吸附/再生單元。
[0033]煙氣熱量吸收的裝置可以是過(guò)熱器5、再熱器6、省煤器7、空氣預(yù)熱器19等，可以提高鍋爐的熱交換性能，降低能量消耗;而為活性炭吸附/再生單元的再生提供熱源的煙氣需要具備較高的溫度，其從爐膛3直接到達(dá)活性炭吸附/再生單元以實(shí)現(xiàn)活性炭吸附/再生單元較好的再生效果。
[0034]爐膛3還與給料倉(cāng)I和給料倉(cāng)2相連通，給料倉(cāng)I和給料倉(cāng)2連接有給煤機(jī)15，爐膛3的底端設(shè)有水冷風(fēng)室16以對(duì)爐膛3起到保護(hù)作用，爐膛3上還連接有旋風(fēng)分離器4、回料閥17和高壓流化風(fēng)機(jī)18。
[0035]如圖2所示，第一活性炭吸附/再生單元11與爐膛3之間設(shè)有第一總管30，第一活性炭吸附/再生單元11遠(yuǎn)離爐膛3的一端設(shè)有第二總管31，第二活性炭吸附/再生單元25與爐膛3之間設(shè)有第三總管32，第二活性炭吸附/再生單元25遠(yuǎn)離爐膛3的一端設(shè)有第四總管33。
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