一種循環(huán)流化床鍋爐爐內(nèi)一體化耦合脫硫脫硝的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種循環(huán)流化床鍋爐爐內(nèi)一體化耦合脫硫脫硝的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 循環(huán)流化床（CFB)燃燒技術(shù)是近年發(fā)展起來(lái)的一種新型的清潔燃燒技術(shù)，在國(guó)內(nèi) 外得到了廣泛應(yīng)用和大力發(fā)展。一方面循環(huán)流化床鍋爐燃料適應(yīng)性廣，可燃用一般動(dòng)力煤， 也可燃用洗選下來(lái)的煤矸石、洗中煤和煤泥等；另一方面循環(huán)流化床鍋爐具有燃燒效率高， 爐內(nèi)高效脫硫，并且氮氧化物（NO x)低排放等環(huán)保特性；同時(shí)循環(huán)流化床鍋爐還具有負(fù)荷調(diào) 節(jié)范圍大，低負(fù)荷穩(wěn)燃性好，灰渣易于綜合利用等優(yōu)點(diǎn)，因此循環(huán)流化床燃燒技術(shù)是目前我 國(guó)燃煤技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)最適用和最現(xiàn)實(shí)的高效清潔燃燒技術(shù)。但隨著《火電廠大氣污染物排放 標(biāo)準(zhǔn)》(GB 13223- 2011)實(shí)施，絕大部分己投產(chǎn)的CFB機(jī)組存在S02、N0x排放難以達(dá)標(biāo)的問(wèn) 題，特別是無(wú)外置床循環(huán)流化床鍋爐床溫控制手段有限，SO 2、N0x的達(dá)標(biāo)排放異常困難。
[0003] 國(guó)內(nèi)CFB鍋爐現(xiàn)階段治理污染物達(dá)標(biāo)排放的方式多樣，脫硫方式采用的有濕法脫 硫、半干法脫硫、爐內(nèi)噴鈣脫硫等；脫硝方式采用選擇性非催化還原法（SNCR)、選擇性催化 還原法（SCR)。目前CFB鍋爐脫硫、脫硝實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放主要有以下三種技術(shù)：一是采用濕 法脫硫和SCR脫硝改造，其特點(diǎn)是脫硫、脫硝效率高，但初投資和運(yùn)行成本高；二是采用濕 法脫硫和SNCR脫硝改造，其特點(diǎn)是脫硫、脫硝效率高，但脫硝效率相對(duì)SCR偏低；三是采用 爐內(nèi)噴鈣脫硫和SNCR脫硝，其特點(diǎn)是脫硫、脫硝效率高，初投資成本較低，但脫硝效率相對(duì) SCR偏低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是為了克服上述缺陷，提供一種循環(huán)流化床鍋爐爐內(nèi)一體化耦合脫 硫脫硝的方法，在低成本下，實(shí)現(xiàn)CFB鍋爐SOjP NO x排放量均小于200mg/m 3的標(biāo)準(zhǔn)。
[0005] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種循環(huán)流化床鍋爐爐內(nèi)一體化耦合脫硫脫硝 的方法，該方法在循環(huán)流化床鍋爐中實(shí)施，沿著煙氣的走向，該鍋爐包括爐膛、旋風(fēng)分離器 和尾部煙道，其中，該方法包括：在脫硫劑的存在下，將燃料煤給料至所述爐膛內(nèi)進(jìn)行燃燒， 燃燒產(chǎn)生的煙氣經(jīng)過(guò)旋風(fēng)分離器進(jìn)行氣固分離，分離出的煙氣流經(jīng)尾部煙道排出，
[0006] 其中，所述鍋爐的運(yùn)行床溫為850_890°C，所述燃料煤的熱值不高于3500kcal/ kg，顆粒粒度在Imm以下的比例不高于20 %;所述旋風(fēng)分離器入口的煙氣流速為28-30m/s ;
[0007] 其中，所述脫硫劑通過(guò)"多點(diǎn)噴入、多級(jí)變徑"的方式添加到所述爐膛中，所述"多 點(diǎn)噴入、多級(jí)變徑"通過(guò)如下的方式實(shí)現(xiàn)：
[0008] 在旋風(fēng)分離器下部設(shè)置有返料器，所述返料器用于將旋風(fēng)分離器分離出的物料輸 送至爐膛；其中，所述脫硫劑通過(guò)兩套脫硫劑輸送系統(tǒng)輸送至爐膛，其中一套輸送系統(tǒng)將脫 硫劑通過(guò)所述返料器送入爐騰，另一套輸送系統(tǒng)將脫硫劑通過(guò)用于提供氧量的二次風(fēng)風(fēng)口 和/或用于供給燃料煤的給煤口送入爐膛，實(shí)現(xiàn)脫硫劑在爐內(nèi)的均勻給入；并且其中，用于 向返料器中輸送脫硫劑的脫硫劑輸送系統(tǒng)的輸送管路在入爐前由1條分為2_ 3條，用于向 3 CN 104696951 A 說(shuō)明書(shū) 2/5頁(yè) 提供氧量的二次風(fēng)風(fēng)口和/或用于供給燃料煤的給煤口輸送脫硫劑的脫硫劑輸送系統(tǒng)的 輸送管路在入爐前由1條分為2條，再由2條分為4條。
[0009] 優(yōu)選的，進(jìn)入爐膛的一次風(fēng)風(fēng)量與二次風(fēng)風(fēng)量的比例為1:1-1. 5。
[0010] 本發(fā)明提供的技術(shù)方案，充分挖掘CFB鍋爐在清潔燃燒方面的潛力，經(jīng)過(guò)研宄和 應(yīng)用CFB鍋爐爐內(nèi)一體化耦合脫硫脫硝技術(shù)，實(shí)現(xiàn)CFB鍋爐S02、NOx排放均小于200mg/ m3(折合6%的O2)的目標(biāo)，滿足《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 13223- 2011)的要求； 同時(shí)避免持續(xù)高昂的設(shè)備和運(yùn)維費(fèi)用投入，減輕發(fā)電企業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)壓力，能夠取得良好 的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，推動(dòng)CFB機(jī)組產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展。
[0011] 本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的【具體實(shí)施方式】部分予以詳細(xì)說(shuō)明。
【附圖說(shuō)明】
[0012] 附圖是用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說(shuō)明書(shū)的一部分，與下面的具 體實(shí)施方式一起用于解釋本發(fā)明，但并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限制。在附圖中：
[0013] 圖1是本發(fā)明用于向循環(huán)流化床鍋爐內(nèi)提供脫硫劑的裝置。
[0014] 附圖標(biāo)記說(shuō)明
[0015] 1脫硫劑粉倉(cāng)2脫硫劑輸送設(shè)備3循環(huán)流化床鍋爐
【具體實(shí)施方式】
[0016] 以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描 述的【具體實(shí)施方式】?jī)H用于說(shuō)明和解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明。
[0017] 本發(fā)明中，術(shù)語(yǔ)"旋風(fēng)分離器"為將燃料煤燃燒后產(chǎn)生的煙氣中攜帶的物料分離出 來(lái)的設(shè)備。其中，分離出來(lái)的物料通過(guò)密封回料系統(tǒng)送回爐膛繼續(xù)燃燒，所述密封回料系統(tǒng) 又稱為"返料器"，因此，所述"返料器"位于鍋爐的爐膛和旋風(fēng)分離器之間，并位于旋風(fēng)分離 器下部，將旋風(fēng)分離器分離出的物料運(yùn)輸至爐膛；
[0018] "一次風(fēng)"是指用來(lái)提供布風(fēng)板上部料層流態(tài)化過(guò)程和前期燃燒所需風(fēng)量的稱呼。 分為三路，一路從爐膛底部進(jìn)入，使床料流化，稱為"流化風(fēng)";一路播散煤進(jìn)入爐膛，使分布 均勾，同時(shí)可密封冷卻煤管，稱為"播煤風(fēng)":一路對(duì)床下點(diǎn)火油槍提供助燃冷卻風(fēng)，稱為"點(diǎn) 火風(fēng)"；
[0019] "二次風(fēng)"是指提供爐內(nèi)后期充分燃燒所需風(fēng)量的稱呼。二次風(fēng)通過(guò)"二次風(fēng)風(fēng)門" 進(jìn)入爐膛；
[0020] "省煤器"是布置在鍋爐尾部煙道內(nèi)加熱給水的部件。就是鍋爐尾部煙道中將鍋爐 給水加熱成汽包壓力下的飽和水的受熱面，由于它吸收了低溫?zé)煔獾臒崃?，降低了煙氣?排煙溫度，節(jié)省了能源，提高了效率，所以稱之為省煤器。
[0021] 本發(fā)明提供了一種循環(huán)流化床鍋爐爐內(nèi)一體化耦合脫硫脫硝的方法，該方法在循 環(huán)流化床鍋爐中實(shí)施，沿著煙氣的走向，該鍋爐包括爐膛、旋風(fēng)分離器和尾部煙道，其中，該 方法包括：在脫硫劑的存在下，將燃料煤給料至所述爐膛內(nèi)進(jìn)行燃燒，燃燒產(chǎn)生的煙氣經(jīng)過(guò) 旋風(fēng)分離器進(jìn)行氣固分離，分離出的煙氣流經(jīng)尾部煙道排出。
[0022] 其中，所述鍋爐的運(yùn)行床溫為850-890°C，所述燃料煤的熱值不高于3500kcal/ kg，顆粒粒度在Imm以下的比例不高于20%;所述旋風(fēng)分離器入口的煙氣流速為28-30m/s ; 4 CN 104696951 A 說(shuō)明書(shū) 3/5頁(yè)
[0023] 其中，所述脫硫劑通過(guò)"多點(diǎn)噴入、多級(jí)變徑"的方式添加到所述爐膛中，所述"多 點(diǎn)噴入、多級(jí)變徑"通過(guò)如下的方式實(shí)現(xiàn)：
[0024] 在旋風(fēng)分離器下部設(shè)置有返料器，所述返料器用于將旋風(fēng)分離器分離出的物料輸 送至爐膛；其中，所述脫硫劑通過(guò)兩套脫硫劑輸送系統(tǒng)輸送至爐膛，其中一套輸送系統(tǒng)將脫 硫劑通過(guò)所述返料器送入爐膛，另一套輸送系統(tǒng)將脫硫劑通過(guò)用于提供氧量的二次風(fēng)風(fēng)口 和/或用于供給燃料煤的給煤口送入爐膛，實(shí)現(xiàn)脫硫劑在爐內(nèi)的均勻給入；并且其中，用于 向返料器中輸送脫硫劑的脫硫劑輸送系統(tǒng)的輸送管路在入爐前由1條分為2-3條，用于向 提供氧量的二次風(fēng)風(fēng)口和/或用于供給燃料煤的給煤口輸送脫硫劑的脫硫劑輸送系統(tǒng)的 輸送管路在入爐前由1條分為2條，再由2條分為4條。
[0025] 本發(fā)明的發(fā)明人經(jīng)過(guò)研宄發(fā)現(xiàn)，制約現(xiàn)役CFB機(jī)組鍋爐SO^P NO在標(biāo)排放的主要 因素是CFB鍋爐運(yùn)行床溫高，一般為950-980°C左右，偏離爐內(nèi)脫硫、脫硝的最佳反應(yīng)溫度 區(qū)間（850-890°C )，導(dǎo)致脫硫、脫硝效率低。
[0026] 本發(fā)明的發(fā)明人在研宄中發(fā)現(xiàn)，通過(guò)控制燃料煤的熱值，并減少小于Imm粒徑的 細(xì)顆粒所占的比例，能夠很好地降低流化床的床溫，從而能夠?yàn)橛行У孛摿蛎撓跆峁┯欣?的條件。其中，所述鍋爐的運(yùn)行床溫為850-890°C，所述燃料煤的熱值不高于3500kcal/kg， 優(yōu)選為29〇〇-3500kcal/kg，顆粒粒度在Imm以下的重量比例不高于20%。
[0027]另外，旋風(fēng)分離器的分離效果較差，不能夠充分地將固體顆粒從煙氣中有效地分 離出來(lái)，從而導(dǎo)致?tīng)t內(nèi)循環(huán)灰量不足。但現(xiàn)有技術(shù)中通常將旋風(fēng)分離器入口的煙氣流速控 制在不大于25m/s的條件下，并且不主張對(duì)旋風(fēng)分離器入口的煙氣的流速進(jìn)行提速。但本 發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，通過(guò)將旋風(fēng)分離器入口的煙氣的流速提高至28-30m/s，能夠有效地將 鍋爐飛灰中位徑d 5Q回歸至25 μ m以下，并且鍋爐飛灰中位徑d 5。< 25 μ m時(shí)，旋風(fēng)分離器的 分離效率會(huì)得到大大地提高，從而能夠?qū)煔庵械墓腆w顆粒有效地分離，對(duì)爐內(nèi)溫度進(jìn)行 降低。
[0028] 并且，脫硫劑在爐膛中不能夠均勻分布，用于供給脫硫劑的設(shè)備穩(wěn)定性較差。本發(fā) 明的發(fā)