[發(fā)明專利]一種低汞排放的多流程臥式循環(huán)流化床鍋爐及運行方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710581763.3
• 申請日: 2017-07-17
• 公開（公告）號: CN107366906B
• 公開（公告）日: 2018-12-11
• 發(fā)明（設計）人: 李清海;張衍國;叢堃林;康建斌;胡峰
• 申請（專利權）人: 清華大學;北京熱華能源科技有限公司
• 主分類號: F23C10/18
• 分類號: F23C10/18;F23C10/22;F23J15/02;B01D53/10;B01J20/20;B01J20/30
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一種低汞排放的多流程臥式循環(huán)流化床鍋爐，包括主燃室、副燃室、燃盡室、布置在燃盡室內的干餾管、活性炭分離器、倒U型煙道和活性炭給進裝置等。活性炭給進裝置設置在倒U型煙道的頂端。燃料通過篩分器進行篩分，粗燃料直接進主燃室燃燒，部分細燃料輸送到干餾管后在400?600℃熱解，產(chǎn)生的熱解氣固混合物通過活性炭分離器分離，分離后的可燃乏氣經(jīng)乏氣管道通過乏氣回送口送入主燃室燃燒，分離下來的固體顆粒物進入活性炭分離器下方的活性炭料倉作為活性炭吸附劑，并裝入活性炭給進裝置，給入到U型煙道內對煙氣中的汞等污染物進行吸附脫除。本發(fā)明自制吸附劑吸附煙氣中的汞等重金屬，具有運行成本低、集成度高的優(yōu)點。

技術領域

本發(fā)明涉及一種循環(huán)流化床燃燒設備及其運行方法，尤其涉及一種低汞排放的多流程臥式循環(huán)流化床鍋爐及運行方法，屬于節(jié)能環(huán)保領域。

背景技術

目前我國國內的煤炭、固體廢棄物、污泥、生物質等固體燃料的主要燃燒設備是鏈條爐、水冷振動爐排鍋爐和循環(huán)流化床鍋爐等，根據(jù)不同的燃料選擇不同的爐型、不同的爐型具有各自的特點。

循環(huán)流化床鍋爐是近年來發(fā)展起來的高效清潔的燃燒技術，燃料適應性廣，可燃用優(yōu)質煤、劣質煤、固體廢棄物、生物質等燃料。由于其燃燒效率高，能同時進行爐內脫硫、脫硝等污染控制操作，具有低NO_x和SO_x排放等優(yōu)點，因而在電力市場得到了迅速的發(fā)展，正在向大型化方向發(fā)展，600MWe的循環(huán)流化床鍋爐已投入商業(yè)運行。同時，在工業(yè)鍋爐領域，由于工業(yè)鍋爐的蒸發(fā)量小、運行靈活、檢修方便，劣質煤、固體廢棄物、生物質等燃料等日益受到青睞，這些燃料非常適合采用循環(huán)流化床技術燃燒。中國專利CN1786565A公布了一種臥式循環(huán)流化床燃燒設備及其循環(huán)燃燒方法，采用外置分離器、將傳統(tǒng)立式鍋爐的爐膛分為三個部分，從而有效降低了爐膛高度。中國專利 CN102537943A公布了一種帶有水平旋風分離器的臥式循環(huán)流化床鍋爐，采用水平布置的旋風分離器，使得結構布置更加緊湊，特別適用于工業(yè)鍋爐。

CN1786565A和CN102537943A公布的專利在工業(yè)鍋爐低NOx燃燒和爐內脫硫方面具有一定優(yōu)勢，然而對日益嚴峻的燃燒汞排放還缺乏有效控制措施。我國在燃煤汞污染控制方面還處于起步階段，大多數(shù)燃煤鍋爐都沒有配置專門汞污染控制裝備。有資料表明，2007年我國燃煤電廠汞排放量占總排放量19%，燃煤工業(yè)鍋爐汞排放量占33%，民用燃煤占2%，燃煤鍋爐汞排放量超過總量的一半，約為52%。煤中以硫化物結合態(tài)形式賦存的汞（也有少量單質汞）在煤燃燒過程中被排放出來。煤中汞的含量因煤的產(chǎn)地不同而差異較大，我國煤通常在0.1到0.3mg/kg之間。煤中汞在爐膛內燃燒溫度下將蒸發(fā)并以單質汞的形態(tài)存在于氣相之中。隨著煙氣溫度降低，單質汞會與煙氣中其他成分（飛灰）發(fā)生反應，部分單質汞轉化為其他形態(tài)的汞。

燃煤鍋爐煙氣中汞的存在形式通常有三種：氣態(tài)氧化汞(Hg²⁺ )、氣態(tài)單質汞(Hg⁰)和顆粒汞(Hg^P)（如飛灰或未燃殘?zhí)?UBC)）。氧化汞主要有HgCl₂、HgO和HgSO₄等。顆粒吸附的汞以單質或氧化態(tài)形式存在。隨著煙氣在污染物控制裝置內流動，汞形態(tài)由爐膛出口純Hg⁰轉化為Hg⁰、Hg²⁺和Hg^p的混合物，這種轉化取決于煤中HCl以及飛灰中未燃碳的含量以及是否有SCR裝置或其他煙氣凈化措施。

可通過提高能效、燃燒前洗煤或混煤、充分利用現(xiàn)有的大氣污染控制設備等降低燃煤汞排放，在必要時增加專門控汞技術——活性炭噴射脫汞技術（ACI）。粉末活性炭(PAC)是使用最多且研究較成熟的一種吸附劑，在使用吸附劑活性炭噴射技術（ACI）的基礎上要進一步控汞時，需在空氣預熱器器和除塵器之間噴入粉狀活性炭，活性炭顆粒吸附汞的過程結束后與飛灰一起被除塵器除去。