[發明專利]一種循環流化床鍋爐脫硫系統及方法

有效

• 申請號: 201310369735.7
• 申請日: 2013-08-22
• 公開（公告）號: CN103453522A
• 公開（公告）日: 2013-12-18
• 發明（設計）人: 由長福
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: F23C10/18
• 分類號: F23C10/18;F23J15/00;B01D53/83;B01D53/48
• 代理公司: 北京鴻元知識產權代理有限公司 11327
• 代理人: 邸更巖

技術領域

本發明涉及一種燃燒設備煙氣的凈化方法及裝置，特別涉及一種循環流化床鍋爐脫硫系統及方法，屬于煙氣凈化技術領域。

背景技術

燃燒設備產生的大量污染物（諸如硫氧化物、氮氧化物以及粉塵等）對大氣環境和人類身體健康產生巨大危害。燃煤設備的污染物脫除問題已經受到全社會的高度重視。全球燃煤量逐年增加的趨勢仍表現非常明顯，但是各個國家不斷制定出更加嚴格的排放法規以實現排放總量的控制。對于所有燃煤企業而言，已經或必將面臨更加嚴峻的污染物減排投入問題，其中以清潔煤燃燒為優勢的循環流化床鍋爐也將面臨同樣的局面。在以往污染物排放限制較低的情況下，循環流化床鍋爐通過爐內噴入石灰石脫硫劑的方式，即可方便地實現脫硫的目的，且在噴入脫硫劑量不大的情況下，可滿足當地的環保法規。但是，隨著環保法規的日益嚴格，需要大量的脫硫劑噴入到循環流化床鍋爐的燃燒室內以滿足環保要求。由于噴入到流化床鍋爐燃燒室內的石灰石脫硫劑顆粒粒徑比較大（基本與循環流化床物料粒徑相當），多為100μm以上的顆粒，與含硫氣體反應后，脫硫產物（主要以CaSO4為主）的摩爾體積較CaO大，導致顆粒表面的孔隙堵塞，影響了其內部未發生反應的鈣基脫硫劑進一步利用，從而導致比較低的鈣利用率。因此，為實現較高的脫硫效率，必須提高其Ca/S，也就是需要加入更多的鈣基脫硫劑才能實現較高的脫硫效率，造成了大量的鈣基脫硫劑原料浪費。而如果采用粒徑較細的脫硫劑原料，不僅原料價格昂貴，且在循環流化床鍋爐內因為難以被現有旋風分離器分離下來，縮短了其在床內的停留時間，也會導致鈣利用率低的問題。

鑒于循環流化床鍋爐大規模應用所面臨的高效脫硫需求，開發高效、低投資與運行維護費用的脫硫技術是廣大環境工作者的努力方向。

發明內容

本發明的目的是實現一種高效脫硫、工藝簡單的循環流化床鍋爐脫硫方法及系統。

本發明的目的是通過如下方法實現的：一種循環流化床鍋爐脫硫系統包括循環流化床鍋爐爐膛、氣固分離器和脫硫劑加入裝置，其特征在于：所述系統還包括循環灰冷卻器以及脫硫劑快速制備系統；所述的脫硫劑快速制備系統包括制漿池、循環灰加入裝置、生石灰料加入裝置、水力旋流器、真空過濾器和脫硫劑儲存裝置；循環流化床鍋爐爐膛或者氣固分離器的下部通過管道和循環灰排料控制器與循環灰冷卻器進口連接，循環灰冷卻器出口通過循環灰輸送裝置與循環灰加入裝置連接；所述的制漿池進口分別與循環灰加入裝置、生石灰料加入裝置以及脫硫劑補水管相連；水力旋流器頂部液體出口與制漿池進口相連，水力旋流器底部漿液出口與真空過濾器進口相連，真空過濾器排水口與制漿池入口相連；制漿池的漿液排出口通過管道和漿液泵與水力旋流器的入口相連；真空過濾器的固體物料排出口與脫硫劑儲存裝置連接，脫硫劑儲存裝置通過脫硫劑輸送裝置與脫硫劑加入裝置相連。

所述的一種循環流化床鍋爐脫硫系統，其特征在于：所述的脫硫系統包括兩個以上制漿池，每個制漿池單獨配置漿液泵、水力旋流器和真空過濾器，或共用漿液泵、水力旋流器和真空過濾器。

所述的一種循環流化床鍋爐脫硫系統，其特征在于：所述的循環灰加入裝置包括循環灰料倉、循環灰稱重與質量控制器和循環灰加料切換裝置；生石灰料加入裝置包括生石灰料倉、生石灰稱重與質量控制器和生石灰加料切換裝置；脫硫劑儲存裝置包括脫硫劑中儲倉和脫硫劑稱重與質量控制器。

所述的一種循環流化床鍋爐脫硫系統，其特征在于：循環灰輸送裝置和脫硫劑輸送裝置采用提升機、皮帶輸送裝置、氣動輸送裝置或機動車輸送裝置。

本發明所述的一種循環流化床鍋爐脫硫方法，其特征在于該方法包括如下步驟：

1）從循環流化床鍋爐爐膛或者氣固分離器下部排出的一部分循環灰經循環灰排料控制器送入循環灰冷卻器，冷卻至0～100oC，之后由循環灰輸送裝置送入循環灰加入裝置；

2）將循環灰、生石灰料和水送至制漿池一起進行攪拌形成漿液；控制循環灰物料質量與生石灰料的質量比為1：1～4：1；

3）所制備的漿液經漿液泵進入水力旋流器和真空過濾器進行脫水，形成固體脫硫劑物料并送入至脫硫劑中儲倉，從漿液中脫除的水分重新送回至制漿池；

4）固體脫硫劑物料由脫硫劑輸送裝置和脫硫劑加入裝置加入到循環流化床鍋爐爐膛內，與煙氣中的含硫組分反應，實現脫硫的目的；

5）制漿池通過脫硫劑補水管補充脫硫劑制備過程中所消耗的水分；

6）當系統設置多個制漿池時，通過生石灰加料切換裝置給需要石灰石的制漿池加入物料，通過循環灰加料切換裝置給需要循環灰的制漿池加入物料，實現交替制漿。