一種低排放的煤燃燒裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種低排放的煤燃燒裝置，一種低排放的煤燃燒裝置，包括熱解裝置，熱解裝置的底部通過輸送管與燃燒裝置相連，熱解裝置的上部與反應(yīng)器的一個進(jìn)氣口相連，反應(yīng)器的另一進(jìn)氣口與燃燒裝置的出氣口相通，反應(yīng)器的出氣口與燃燒裝置進(jìn)氣口相通，反應(yīng)器的固體出口與硫冷凝器相連。本實用新型僅通過煤燃燒過程的調(diào)整與組織，實現(xiàn)低SO2、NOx、Hg排放的煤燃燒方法，從燃燒過程的源頭上降低SO2、NOx、Hg排放濃度。
【專利說明】一種低排放的煤燃燒裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種新型的低S02、NOx, Hg排放的煤燃燒裝置，特別是通過煤燃燒過程的調(diào)整與合理組織實現(xiàn)燃煤污染物燃燒過程中控制的新方法，屬于環(huán)境保護(hù)【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002]據(jù)統(tǒng)計，目前我國每年煤炭消耗量近四十億噸，其中近50%用于各種燃燒裝置。煤燃燒后生成的S02、N0x、粉塵等是影響空氣中PM2.5濃度的主要污染物。2013年我國這三項污染物排放總量分別約2044萬噸、2227萬噸和1500萬噸，均位居世界第一，同時排放了數(shù)百萬噸的汞。燃煤鍋爐是大氣污染主要源頭之一，隨著國家對環(huán)保的日益重視和污染物排放標(biāo)準(zhǔn)的逐步提高，控制燃煤鍋爐排放的任務(wù)將越來越艱巨，污染物控制成本越來越高。
[0003]燃燒后煙氣脫硫、脫硝是控制燃煤鍋爐S02、NOx排放的主要途徑，目前通常分別設(shè)置獨立的脫硫、脫硝裝置進(jìn)行控制，不僅投資運行費用巨大，而且消耗了大量石灰石、NH3等資源。而對于燃煤生成的Hg，一般采用活性炭吸附的方法控制其排放。如專利CN101422691A公開了一種燃煤煙氣多污染物脫除工藝及其設(shè)備。該工藝先用SCR脫硝法脫除煙氣中的N0X，其次用除塵器脫除煙氣中的粉塵灰粒，然后用濕式鈣基脫硫法消除煙氣中的SO2,再用MEA脫碳法吸收煙氣中的CO2,同時將所生成的醇胺溶液富液加熱解析再生，所得醇胺溶液貧液繼續(xù)循環(huán)使用，解析出的高濃度CO2氣體則經(jīng)過冷卻、氣液分離、干燥、壓縮和冷凝處理，制成高純度工業(yè)級液體二氧化碳。就是分別設(shè)置獨立的脫硫、脫硝裝置進(jìn)行控制，投資運行費用巨大。
[0004]環(huán)境保護(hù)部2011年發(fā)布的《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB13223-2011)中規(guī)定，自2014年7月I日起，所有65t/h以上燃煤發(fā)電鍋爐執(zhí)行l(wèi)OOmg/m3 (新建)/200mg/m3 (已有)的SO2排放標(biāo)準(zhǔn)、100mg/m3的NOx排放標(biāo)準(zhǔn)，自2015年I月I日起，執(zhí)行0.03mg/m3的Hg排放標(biāo)準(zhǔn)。排放標(biāo)準(zhǔn)的提高對現(xiàn)有火力發(fā)電廠脫硫、脫硝裝置的性能提出了更嚴(yán)格的要求，同時需要采取措施控制煙氣中Hg的排放。
實用新型內(nèi)容
[0005]本實用新型針對上述不足，提出了一種低排放的煤燃燒裝置，不消耗外在資源，僅通過煤燃燒過程的調(diào)整與組織，實現(xiàn)低S02、NOx, Hg排放的煤燃燒方法，從燃燒過程的源頭上降低S02、NOx, Hg排放濃度，進(jìn)而降低尾部煙氣污染物脫除的運行成本。
[0006]本實用新型采取的技術(shù)方案為:
[0007]—種低排放的煤燃燒裝置，包括熱解裝置，熱解裝置的底部通過輸送管與燃燒裝置相連，熱解裝置的上部與反應(yīng)器的一個進(jìn)氣口相連，反應(yīng)器的另一進(jìn)氣口與燃燒裝置的出氣口相通，反應(yīng)器的出氣口與燃燒裝置進(jìn)氣口相通，反應(yīng)器的固體出口與硫冷凝器相連。
[0008]先將部分煤或全部煤進(jìn)行高溫?zé)峤?，熱解溫度區(qū)間為300°C — 700°C，熱解過程中煤中的部分硫以H2S析出，熱解后的煤以及煤焦油送入燃燒裝置中燃燒，煤中剩余的硫元素在燃燒過程中生成SO2，或者將剩余部分煤與熱解后的煤以及煤焦油送入燃燒裝置中一塊燃燒生成SO2,生產(chǎn)的SO2與析出的H2S被送入催化或非催化反應(yīng)器中反應(yīng)生產(chǎn)單質(zhì)硫?qū)崿F(xiàn)自脫硫，生成的部分硫單質(zhì)與煙氣中的Hg反應(yīng)生成HgS，實現(xiàn)煤燃燒自脫汞過程，剩余的硫單質(zhì)通過硫冷凝器生成液態(tài)硫，凈化后的氣體再次通入燃燒裝置合適位置進(jìn)行燃燒，實現(xiàn)熱解氣的再燃脫硝。
[0009]所述的催化反應(yīng)器中的反應(yīng)溫度區(qū)間為170°C _350°C，所述的非催化反應(yīng)器中溫度范圍為0°c -300°c。
[0010]反應(yīng)器中通過反應(yīng)2H2S+S02 = 3S+2H20生成單質(zhì)S，因此應(yīng)嚴(yán)格控制煙氣流量使H2S與SO2的摩爾比為2:1。
[0011]本實用新型的有益效果是:在不損失煤中可燃成分的條件下，通過煤燃燒過程中SO2、NOx、Hg有效控制，實現(xiàn)煤燃燒低SO2、低NOx和低Hg排放。本發(fā)明可通過對現(xiàn)有燃煤裝置加以改進(jìn)實現(xiàn)煤燃燒的低S02、N0x、Hg排放，無需額外吸收劑或添加劑，具有成本低、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保等優(yōu)點，與傳統(tǒng)脫硫脫硝脫汞方式相比，具有很高的經(jīng)濟(jì)性。本發(fā)明適用于燃煤鍋爐、爐窯等燃煤裝置。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1為本實用新型部分煤熱解時低排放的煤燃燒裝置；
[0013]圖2為本實用新型全部煤熱解時低排放的煤燃燒裝置。
[0014]其中，1.熱解裝置，2.燃燒裝置，3.反應(yīng)器，4.硫冷凝器，5.煤。

【具體實施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型做進(jìn)一步說明。
[0016]一種低排放的煤燃燒裝置，包括熱解裝置1，熱解裝置I的底部通過輸送管與燃燒裝置2相連，熱解裝置I的上部與反應(yīng)器3的一個進(jìn)氣口相連，反應(yīng)器3的另一進(jìn)氣口與燃燒裝置2的出氣口相通，反應(yīng)器3的出氣口與燃燒裝置2進(jìn)氣口相通，反應(yīng)器3的固體出口與硫冷凝器4相連。
[0017]實施例1
[0018]裝置如圖1所示，燃煤在通入燃燒裝置之前，有一部分煤先通入熱解反應(yīng)器進(jìn)行高溫?zé)峤?，溫度區(qū)間為300°C — 700°C，具體溫度由煤種以及含硫量決定。在熱解反應(yīng)器內(nèi)發(fā)生煤的熱解，熱解后的煤渣和煤焦油直接通入燃燒裝置，熱解氣通入催化反應(yīng)器。同時，燃燒裝置內(nèi)煤燃燒后的煙氣也有一部分通入催化反應(yīng)器，催化反應(yīng)器內(nèi)發(fā)生反應(yīng)2H2S+S02=3S+2H20，生成單質(zhì)S，控制H2S及SO2的摩爾比為2:1，同時生成的S與煙氣中的Hg發(fā)生反應(yīng)Hg+S = HgS,生成HgS,剩余的S通過硫冷凝器生成液態(tài)硫。凈化后的氣體再次通入爐膛合適位置進(jìn)行燃燒，實現(xiàn)熱解氣的再燃脫硝，再燃脫硝后煙氣進(jìn)入下游煙道。
[0019]實施例2
[0020]裝置如圖2所示，燃煤全部通入熱解反應(yīng)器進(jìn)行高溫?zé)峤?，溫度區(qū)間為300°C —700°C，具體溫度由煤種以及含硫量決定。在熱解反應(yīng)器內(nèi)發(fā)生煤的熱解，熱解后的煤渣和煤焦油直接通入燃燒裝置，熱解氣通入反應(yīng)器。同時，燃燒裝置內(nèi)煤燃燒后的煙氣也有一部分通入反應(yīng)器，反應(yīng)器內(nèi)發(fā)生反應(yīng)2H2S+S02 = 3S+2H20，生成單質(zhì)S，控制H2S及SO2的摩爾比為2:1，同時生成的S與煙氣中少量的Hg發(fā)生反應(yīng)Hg+S = HgS，生成HgS，剩余的S通過硫冷凝器生成液態(tài)硫。反應(yīng)器后的尾氣再次通入燃燒裝置合適位置進(jìn)行分級燃燒，實現(xiàn)熱解氣的分級再燃脫硝，燃燒后的煙氣最后通入其它煙氣凈化裝置。
【權(quán)利要求】
1.一種低排放的煤燃燒裝置，其特征是，包括熱解裝置，熱解裝置的底部通過輸送管與燃燒裝置相連，熱解裝置的上部與反應(yīng)器的一個進(jìn)氣口相連，反應(yīng)器的另一進(jìn)氣口與燃燒裝置的出氣口相通，反應(yīng)器的出氣口與燃燒裝置進(jìn)氣口相通，反應(yīng)器的固體出口與硫冷凝器相連。
【文檔編號】B01D53/52GK204114923SQ201420556873
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2014年9月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月25日
【發(fā)明者】董勇, 肖冬冬, 崔琳, 王鵬, 張立強(qiáng), 徐夕仁 申請人:山東大學(xué)