[發明專利]循環流化床燃燒系統的脫硫劑強化脫硫的方法及其系統

有效

• 申請號: 201310323775.8
• 申請日: 2013-07-29
• 公開（公告）號: CN103446875A
• 公開（公告）日: 2013-12-18
• 發明（設計）人: 程樂鳴;王勤輝;方夢祥;蔡毅;余春江;施正倫;肖剛;王濤;鄭成航;周勁松;王樹榮;高翔;駱仲泱;倪明江;岑可法
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: B01D53/83
• 分類號: B01D53/83;B01D53/96;B01D53/50;F23C10/10
• 代理公司: 杭州天正專利事務所有限公司 33201
• 代理人: 王兵;黃美娟

技術領域

本發明涉及一種流化床固體燃料燃燒過程中脫硫劑強化脫硫應用方法和系統，特別是關于循環流化床燃燒過程中脫硫劑使用效率提高和脫硫效率提高的方法。

背景技術

循環流化床燃燒是一種潔凈煤燃燒利用方式，由于其爐膛燃燒溫度在800～900℃之間，在此溫度區間脫硫反應效率高。在爐膛中加入適當粒徑范圍的脫硫劑顆粒，可以在爐內燃燒的同時，實現SO₂脫除，較常規煤粉鍋爐尾部煙氣脫硫（FGD）簡單，投資成本和運行維護費用較低。為了使循環流化床燃燒過程中脫硫效率提高，通常需要較高的Ca/S摩爾比，當燃用高硫煤時，則需要更高的Ca/S摩爾比。隨著環保要求的提高，對傳統的循環流化床爐內脫硫方式過程中脫硫效率和脫硫劑的利用效率提出了更高的要求。發展和提出新的循環流化床燃燒系統的高效脫硫應用方法非常有必要。

專利公開號為CN1401411的發明專利提出了一種循環流化床復合脫硫工藝，由循環流化床鍋爐爐內燃燒過程中脫硫和燃燒后尾部增濕脫硫工藝組成。該方法還需要額外增加尾部增濕脫硫裝置，提高了整體系統的復雜性，并且經濟性不高。

專利公開號為CN101797470A的發明專利提出了一種利用多次煅燒/碳酸化同時捕集CO₂和SO₂的方法，該方法屬于燃燒后煙氣凈化方法。而循環流化床添加鈣基脫硫劑是一種燃燒過程中煙氣凈化方法。

發明內容

本發明要克服傳統的循環流化床爐內脫硫方式過程中脫硫效率和脫硫劑的利用效率低的缺點，提出了一種循環流化床燃燒系統的脫硫劑強化脫硫應用系統和方法，通過對循環灰中未反應的CaO進行多次煅燒/碳酸化，改善脫硫劑表面的空隙結構，提高脫硫效率，同時在發生碳酸化反應區域內布置受熱面，充分利用CaO碳酸化反應過程中放出的熱量。

循環流化床燃燒系統的脫硫劑強化脫硫的方法，包括如下步驟：

步驟1，脫硫劑在燃燒室（3）中吸收煙氣中的SO₂；

步驟2，循環灰分離：循環灰中未反應的CaO被煙氣攜帶進入氣固分離器（4），進行循環灰分離；

步驟3，循環灰分配：循環灰分離后落入回料器（6），回料器（6）中一部分循環灰直接送回燃燒室，另一部分進入活化再生室（8）；

步驟4，循環灰再生，向活化再生室（8）中通入水蒸汽，將循環灰中未反應的CaO活化，生成Ca(OH)₂，同時通入高濃度CO₂氣體，與CaO、Ca(OH)₂反應生成CaCO₃，完成CaCO₃的再生，再生的CaCO₃送回燃燒室（3）下部密相區。

進一步，步驟4中向活化再生室（8）中通入水蒸汽，溫度維持在550～750℃之間。

進一步，所述的活化再生室（8）內通入的高濃度CO₂氣體為循環煙氣或純CO₂；

進一步，所述的步驟1所用的脫硫劑包括純CaCO₃、石灰石、白云石、電石渣或者將上述幾種物質混合，一般粒度在0.01～5mm。

一種用于前述的循環流化床燃燒系統的脫硫劑強化脫硫的方法的系統，包括燃燒室（3），燃燒室（3）的下部為密相區，上部為稀相區，所述的密相區連接煤倉（1）和脫硫劑倉（2），其特征在于：所述的稀相區連接氣固分離器（4），所述的氣固分離器（4）下端通過立管（5）連接回料器（6），回料器（6）通過第一管道連接所述的密相區，回料器（6）還通過第二管道連接活化再生室（8）的進料口，所述的第二管道上設有機械控制閥（7），所述的活化再生室（8）的出料口連接所述的密相區；所述的活化再生室（8）還連接有水蒸汽入口和高濃度CO₂入口，并布置有換熱面。

本發明不需增加額外的尾部增濕脫硫系統，可將現有的大型循環流化床鍋爐燃燒系統中的外置式換熱器改造成活化再生室，減少經濟投資及系統復雜性。

本發明通過向活化再生室中通入循環煙氣或者高濃度CO₂氣體，實現燃燒過程中的多次煅燒/碳酸化。同時，由于碳酸化是放熱反應，也可以在活化再生室中適當增加受熱面，充分利用反應熱。有利于循環流化床鍋爐的大型化、高參數化、低污染化。