[發明專利]多段組合污染物脫除技術在新型煤粉工業鍋爐中的應用

無效

• 申請號: 201310091171.5
• 申請日: 2013-03-21
• 公開（公告）號: CN103203177A
• 公開（公告）日: 2013-07-17
• 發明（設計）人: 王民發;王歡;郎鳳娥;郎鵬德;杜銘華;郝澤;趙紅衛;賈德威
• 申請（專利權）人: 王民發
• 主分類號: B01D53/81
• 分類號: B01D53/81;B01D53/80;B01D53/50;B01D46/02
• 代理公司: 太原高欣科創專利代理事務所(普通合伙) 14109
• 代理人: 冷錦超;吳立

技術領域

本發明涉及一種煤粉燃燒中污染物脫除技術，特別是涉及一種多段組合污染物脫除技術在新型煤粉工業鍋爐中的應用。

背景技術

燃煤工業鍋爐是我國主要熱能裝備，根據統計結果，截止2010年，總數達到60.12萬臺，總容量達348萬蒸噸，年耗煤將近7億噸。燃煤污染物排放量大，僅次于燃煤發電，是城鎮大氣污染的主要排放源，目前在用燃煤工業鍋爐主要是鏈條爐，占85%以上，另外還有少量往復爐排、固定爐排、循環硫化床鍋爐等鏈條爐采用碎煤燃燒，粒度不均勻，空氣過剩系數高，大顆粒燃燒不徹底，殘留灰分高，鍋爐熱效力較低，煙氣污染物難以達標。

近年來，絕大部分鏈條工業鍋爐配備了濕式除塵器、多管旋風除塵器或單管旋風除塵器，粉塵排放狀況有所改善，但對局部區域的污染還很嚴重，特別是北方冬季取暖，可吸入顆粒物的污染極其嚴重，亟待治理和改善。初步統計，燃煤工業鍋爐每年排放粉塵總量在10萬噸以上。SO₂是燃煤工業鍋爐排放的主要污染物。為控制SO₂大量排放，近年來部分工業鍋爐配套了尾部煙氣脫硫設備，但由于布局分散，容量大小不等、管理監控難度大等問題，燃煤工業鍋爐的SO₂排放依然是大氣污染的主要源頭。估算我國燃煤工業鍋爐每年向大氣排放的SO₂達到1000萬噸以上。

氮氧化物是燃煤排放的污染物之一，占我國NOx排放總量的60%以上，其中燃煤工業鍋爐排放約250萬噸。按照目前的排放控制水平，到2020年我國氮氧化物排放量將達到2363—2914萬噸，將超過美國成為世界第一氮氧化物排放國，因此，控制氮氧化物排放的問題已是刻不容緩。相對于燃煤電站鍋爐，我國工業鍋爐以中小型鍋爐為主，數量多、分布廣，是重要的NOx排放源，在NOx控制中占據重要地位。現有對NOx控制技術主要是燃燒優化和煙氣后處理降低NOx技術，其中燃燒優化技術包括低過量空氣燃燒、空氣分級燃燒、燃料分級燃燒、再燃技術和煙氣再循環等，此類低NOx燃燒技術在電站鍋爐中應用較多，在工業鍋爐中基本屬于空白。

目前，我國燃煤鏈條工業鍋爐污染排放較為嚴重的主要原因是：

（1）不能有效控制燃料煤質量和品種，有的地區僅把“低硫”作為控制指標，忽視鏈條鍋爐對燃料煤揮發分、粒度等關鍵指標的控制，降低了運行效率，增加了污染物排放。

（2）現有絕大部分除塵技術及裝備不能有效控制和降低煙塵排放濃度。

（3）鏈條鍋爐為碎煤層狀燃燒，對NOx生成和排放基本沒有控制手段。

（4）對于中小容量的燃煤工業鍋爐（小于20噸/小時），一般配用簡易尾氣脫硫技術和裝備，運行可靠性較差，平均脫硫率較低。脫硫廢渣往往有二次污染問題。

發明內容

本發明克服了現有技術存在的不足，目的是提供一種能夠實現粉塵、SO₂、NOx聯合脫除和控制的技術系統，改變傳統燃煤工業鍋爐污染排放嚴重、難以治理的狀況。

本發明的多段組合污染物脫除技術在新型煤粉工業鍋爐中的應用，按照如下步驟完成：

第一段—原料煤質量測控及洗選：

對原料煤進行灰分、硫分以及揮發分的參數測定，對原料煤中含硫大于1%、灰分大于15%的原料煤通過洗選的方法降低燃料煤的硫分和灰分，選取洗選后的燃料煤灰分不大于10%、硫分不大于0.5%；這樣與鏈條鍋爐不能有效控制燃料煤質量和品種不同，煤粉工業鍋爐所使用的燃料煤必須經過專業配制、磨粉和罐車輸配，因此為燃料煤的質量監測和控制提供了可實施性。

第二段—燃料煤配合及磨粉：

對洗選后的燃料煤進行參數測定，其中堿性氧化物與硫含量摩爾比小于2時，可在燃燒煤中添加適量的氧化鈣，使堿性氧化物與硫的比值1:2-1:3之間。

第三段—低氮燃燒及燃燒中脫硫：

選用現有技術中的低氮旋流燃燒器進行燃燒，通過三級供風，控制燃燒區最高溫度不超過1050℃，減少燃燒中氮氧化物的形成，同時煤粉中的堿性氧化物與燃燒煤燃燒中產生的SO₂在懸浮流動過程中發生反應，將SO₂固化在煤灰中。

第四段—布袋除塵器除塵和脫硫：

采用布袋除塵技術，完成對燃燒后煙氣的高效除塵，在除塵過程中，煙氣穿透灰層時，其中的SO₂與灰塵中的堿性氧化物發生反應，實現煙氣脫硫，當布袋氣流阻力達到1.5—2.5KPa范圍時，布袋除塵器反吹。

第五段—尾部煙氣脫硫：

在布袋除塵器后，采用煙氣脫硫技術，進行尾部煙氣脫硫。