[發明專利]循環流化床燃燒方法

有效

• 申請號: 201710566859.2
• 申請日: 2017-07-12
• 公開（公告）號: CN109253448B
• 公開（公告）日: 2020-05-22
• 發明（設計）人: 張揚;張海;張縵;劉青;楊海瑞;呂俊復;岳光溪
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: B01D53/56
• 分類號: B01D53/56
• 代理公司: 北京智匯東方知識產權代理事務所(普通合伙) 11391
• 代理人: 康正德;孫曉芳

本發明提供了一種循環流化床燃燒方法，處于燃燒裝置爐膛內的含有金屬氧化物的床料被空氣流化，在爐膛底部形成密相區，在中上部形成稀相區；將燃料置于爐膛進行燃燒，在密相區形成還原性環境，在稀相區形成氧化性環境；處于密相區的床料被還原，之后在稀相區將煙氣中的氮氧化物還原成氮氣，同時床料自身被重新氧化；而爐膛產生的氣固混合物進入旋風分離器中，氣固混合物中的床料被分離進入旋風分離器的料腿，經燃燒裝置的返料器送回爐膛參與下一輪循環，氣固混合物中的煙氣從旋風分離器的頂部進入尾部煙道后排出。通過本發明提供的循環流化床燃燒方案可以降低煙氣的氮氧化物的排放，脫硝效率高，且本發明提供的床料造價低廉、可循環使用。

技術領域

本發明涉及爐內燃燒技術領域，特別是涉及一種循環流化床燃燒方法。

背景技術

煤炭燃燒被認為是我國大氣污染的主要來源之一。由于我國能源天然稟賦的限制，燃煤在未來很長一段時間內仍將占據主導地位，為了解決環境問題，清潔煤燃燒技術顯得越發重要。循環流化床鍋爐燃燒技術以其燃燒效率高，燃料適應性強，污染物排放低等優勢，被國際上公認為是商業化程度最好的清潔煤燃燒技術之一。

循環流化床鍋爐采用爐內脫硫技術，通過向爐內加入石灰石顆粒與SO₂反應而將其脫除。循環流化床鍋爐燃燒溫度較低，相比于煤粉爐其氮氧化物原始排放較低，一般可直接滿足我國舊的排放標準。近些年來，我國燃煤鍋爐的排放標準日益嚴苛，循環流化床鍋爐的原始排放大多無法滿足新的排放標準，開發超低排放循環流化床鍋爐燃燒技術成為當務之急。在尾部煙道采用SCR(Selective Catalytic Reduction，選擇性催化還原)脫硝技術能夠有效地降低氮氧化物排放，但其運行成本較高且存在氨逃逸問題。采用SNCR(SelectiveNon-Catalytic Reduction，選擇性非催化還原)脫硝成本低，但脫硝效率較低。

發明內容

本發明提供了一種循環流化床燃燒方法以克服上述問題或者至少部分地解決上述問題。

根據本發明的一個方面，提供了一種循環流化床燃燒方法，包括以下工藝步驟：

將含有金屬氧化物的床料置于燃燒裝置的爐膛內由空氣進行流化，在所述爐膛的底部形成密相區，在所述爐膛的中上部形成稀相區；

將燃料置于所述爐膛中進行燃燒，在所述密相區形成還原性環境，在所述稀相區形成氧化性環境；

處于所述密相區的床料被還原，所述被還原后的床料被流化進入所述稀相區，并與燃燒產生的煙氣中的氮氧化物發生氧化還原反應，所述被還原的床料被重新氧化成金屬氧化物，所述氮氧化物被還原成氮氣；

在所述爐膛產生的氣固混合物進入所述燃燒裝置的旋風分離器中，所述氣固混合物中的床料被分離進入所述旋風分離器的料腿，經所述燃燒裝置的返料器送回所述爐膛參與下一輪循環，所述氣固混合物中的煙氣從所述旋風分離器的頂部進入所述燃燒裝置的尾部煙道后排出。

可選地，所述床料為包括金屬氧化物Fe₂O₃和CaO的混合物。

可選地，所述床料的粒徑為100～250微米。

可選地，所述燃料的粒徑為50～80微米。

可選地，所述旋風分離器的截斷粒徑在80～100微米。

可選地，燃燒產生的煙氣中的SO₂被所述床料中的CaO脫除。

可選地，上述方法還包括：

在所述燃燒裝置運行過程中補充所述床料以維持系統物料平衡。