一種循環(huán)流化床鍋爐富氧燃燒干法脫硫系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于循環(huán)流化床鍋爐的富氧燃燒干法脫硫系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]火力發(fā)電是我國一次能源消耗及污染物排放大戶，也是大氣污染物的重要來源之一，其中C02、SO2, NOx排放量分別占排放總量的40%以上?！笆濉币?guī)劃綱要中提出:至2015年底，單位國內(nèi)生產(chǎn)總值能源消耗相比2010年降低16%，SO2, NOx排放分別減少8%、10%。在2009年哥本哈根氣候變化大會上，中國政府宣布了控制溫室氣體排放的清晰量化目標(biāo)，決定到2020年單位國內(nèi)生產(chǎn)總值二氧化碳排放比2005年下降40% -45%,這意味著我國將要實現(xiàn)0)2的大規(guī)模減排。我國以煤為主的能源結(jié)構(gòu)決定了 CO 2、SO2, NOx減排工作的長期性、獨特性以及所面臨的嚴(yán)峻形勢。這就需要找到一種針對化石燃料發(fā)電的污染物減排行之有效的解決方案。
[0003]循環(huán)流化床鍋爐對煤種的適應(yīng)性較煤粉爐好，污染物排放控制成本較低，在國內(nèi)得到了較為廣泛的應(yīng)用。目前，常規(guī)的CFB鍋爐通常采用爐內(nèi)噴鈣的方式進(jìn)行脫硫，該系統(tǒng)簡單，設(shè)備投資和運行維護(hù)成本低，脫硫效率通常能達(dá)到90%，在滿足國家排放標(biāo)準(zhǔn)的前提下是CFB鍋爐脫硫的首選技術(shù)。
[0004]但是最新的《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB13223-2011)規(guī)定:自2012年I月I日起，新建火力發(fā)電鍋爐SO2排放濃度不得超過100mg/Nm3，重點地區(qū)則不得超過50mg/Nm3。這一標(biāo)準(zhǔn)的實施，難以決策CFB鍋爐脫硫技術(shù)路線。CFB鍋爐所燃燒的煤種品質(zhì)通常較差，若煤中S含量較高，在不采取脫硫措施時，CFB鍋爐煙氣中SCV#量很高，往往能夠達(dá)到3000-5000mg/Nm3，甚至能夠達(dá)到10000mg/Nm3。這時，僅僅采取常規(guī)的爐內(nèi)噴鈣脫硫的方法，即使是通過采用技術(shù)優(yōu)化、提高Ca/S等措施將脫硫效率提高到95%，也難以保證CFB鍋爐煙氣放濃度達(dá)標(biāo)，同時該方法難以實現(xiàn)爐內(nèi)CO2富集，CO2后續(xù)難以集中處理，CO2排放難以控制，易超標(biāo)。如果為CFB鍋爐單獨建立一套石灰石-石膏濕法脫硫系統(tǒng)，或者其他高效脫硫系統(tǒng)，使得脫硫效率達(dá)到95%以上，則需要增加巨大的投資、運行成本，使得CFB鍋爐喪失與煤粉鍋爐相比所具有的污染物控制成本低的優(yōu)勢。另一方面，濕法脫硫工藝不僅系統(tǒng)復(fù)雜，耗水量高，脫硫成本較高，在我國廣大的經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)和缺水地區(qū)受到一定的應(yīng)用限制；同時，隨著霧霾天氣越來越受到關(guān)注與重視，PM2.5的控制勢必成為一大趨勢，而濕法脫硫所面臨的另一大問題是303脫除效率較低、脫硫后SO3酸霧濃度難以控制，SO3酸霧則會增加排煙的PM2.5濃度，難以滿足環(huán)境保護(hù)的需要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對上述存在的技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種循環(huán)流化床鍋爐富氧燃燒干法脫硫系統(tǒng)及方法，它能有效解決鍋爐SOx達(dá)標(biāo)排放問題，并提高石灰石的利用率，降低石灰石耗量，提高脫硫效率，實現(xiàn)爐內(nèi)高效、經(jīng)濟(jì)脫硫，同時易于控制CO2的排放，滿足環(huán)保需要。
[0006]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的一種循環(huán)流化床鍋爐富氧燃燒干法脫硫系統(tǒng)，包括爐膛、給煤口、一次風(fēng)室、布風(fēng)裝置、高溫旋風(fēng)分離器、尾部煙道、設(shè)于尾部煙道中的省煤器、連接高溫旋風(fēng)分離器與爐膛的回料器，在給煤口或/和回料器的回料腿上設(shè)有脫硫劑加料口，其特征在于在省煤器后方的尾部煙道上連有中溫旋風(fēng)分離器，中溫旋風(fēng)分離器的回料倉通過管路與爐膛相連，中溫旋風(fēng)分離器的中心筒通過風(fēng)管及一次風(fēng)管與一次風(fēng)室相連、通過風(fēng)管及二次風(fēng)管與爐膛相連，在風(fēng)管上設(shè)有引風(fēng)機，在風(fēng)管、一次風(fēng)管和二次風(fēng)管至少其中之一上設(shè)有注氧器；
本發(fā)明對應(yīng)于上述循環(huán)流化床鍋爐富氧燃燒干法脫硫系統(tǒng)的方法，包括:將燃煤從給煤口送入爐膛燃燒，將作為脫硫劑的石灰石粒度破碎為O — 2mm范圍，通過給煤口或/和回料器的回料腿上的脫硫劑加料口向爐內(nèi)添加，石灰石在爐內(nèi)分解成CaO和C02，CaO與煙氣中的302生成CaS04，脫除煙氣中的SOx ;通過高溫旋風(fēng)分離器將經(jīng)煙氣攜帶出來的含有大量未反應(yīng)的石灰石或石灰分離下來，通過回料器送回爐膛繼續(xù)參與脫硫，提高石灰石的利用率和提高脫硫效率；通過中溫旋風(fēng)分離器，分離下來的飛灰中含有未反應(yīng)的石灰石或石灰，將其收集下來送回爐膛繼續(xù)參與脫硫，提高石灰石的利用率和提高脫硫效率；同時經(jīng)省煤器換熱后的中溫?zé)煔夂休^高的水蒸氣，部分濕煙氣經(jīng)引風(fēng)機、風(fēng)管、一次風(fēng)管及二次風(fēng)管與注氧器通入的富氧風(fēng)混合，形成富氧風(fēng)，將大量的水蒸氣帶入爐內(nèi)，相當(dāng)于向爐內(nèi)增濕，提高脫硫效率，中溫?zé)煔庋h(huán)又在爐內(nèi)形成大規(guī)?；?)2富集；
本發(fā)明通過高溫旋風(fēng)分離器和中溫旋風(fēng)分離器將煙氣中未反應(yīng)的石灰石或石灰分兩次送回爐膛繼續(xù)參與脫硫，脫硫劑通過在爐內(nèi)流化以及在爐膛一分離器一爐膛之間的內(nèi)循環(huán)，可使包裹CaO的CaSO4顆粒破裂，內(nèi)部的CaO裸露在煙氣中并與煙氣中的302或SO3反應(yīng)生成CaSO4，提高石灰石的利用率；中溫?zé)煔夂休^多的水蒸氣，與注氧器通入的富氧風(fēng)混合，將大量的水蒸氣帶入爐內(nèi)，相當(dāng)于向爐內(nèi)增濕，進(jìn)一步提高脫硫效率，又可保證燃燒效率，中溫?zé)煔庋h(huán)又在爐內(nèi)形成大規(guī)模化CO2富集，便于后續(xù)集中處理，易于控制CO2的排放，有效解決鍋爐的達(dá)標(biāo)排放問題；脫硫均在爐內(nèi)完成，投資小、無耗水，脫硫成本低，且無酸霧排放，滿足環(huán)保需要；
作為本發(fā)明一種循環(huán)流化床鍋爐富氧燃燒干法脫硫系統(tǒng)的一種優(yōu)選，還包括破碎機和螺旋式輸送機，破碎機的出料口與螺旋式輸送機的進(jìn)料口通過連接管相連，螺旋式輸送機的排料口通過連接管與各脫硫劑加料口相連；通過破碎機和螺旋式輸送機，可將石灰石粒度破碎為O — 2mm范圍內(nèi)，并自動送入各脫硫劑加料口 ；
作為本發(fā)明用于一種循環(huán)流化床鍋爐富氧燃燒干法脫硫系統(tǒng)的方法的一種優(yōu)選，引風(fēng)機抽取的再循環(huán)濕煙氣的循環(huán)比率控制在60。/『75%，防止煙氣中的SOx隨煙氣循環(huán)而出現(xiàn)富集的問題，防止煙道及受熱面酸腐蝕；通過調(diào)整省煤器內(nèi)布置的受熱面數(shù)量，將再循環(huán)濕煙氣中水蒸氣的含量控制在15~30%，溫度控制在250°C ~450°C范圍內(nèi)，達(dá)到較佳的脫硫效果;
綜上所述，本發(fā)明能有效解決鍋爐SOx達(dá)標(biāo)排放問題，并提高石灰石的利用率，降低石灰石耗量，提高脫硫效率，實現(xiàn)爐內(nèi)高效、經(jīng)濟(jì)脫硫，同時易于控制CO2的排放，滿足環(huán)保需要。
【附圖說明】
[0007]圖1為本發(fā)明循環(huán)流化床鍋爐富氧燃燒干法脫硫系統(tǒng)實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0008]下面結(jié)合附圖，對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
[0009]如圖1所示，本發(fā)明的一種循環(huán)流化床鍋爐富氧燃燒干法脫硫系統(tǒng)，包括爐膛1、給煤口 2、一次風(fēng)室3、布風(fēng)裝置4、高溫旋風(fēng)分離器5、尾部煙道6、設(shè)于尾部煙道6中的省煤器7、連接高溫旋風(fēng)分離器5與爐膛I的回料器8，在給煤口