一种两级气固分离装置先后布置的垃圾焚烧CFB锅炉制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种两级气固分离装置先后布置的垃圾焚烧CFB锅炉，包括焚烧垃圾的CFB锅炉炉膛、过热器烟道（优选高温过热器）、和尾部烟道，尾部烟道内设有低温过热器（如有）和省煤器、空气预热器（如有），还包括连接于炉膛之后的第一级气固分离装置，以及连接于过热器烟道与尾部烟道之间的第二级气固分离装置，且第二级气固分离装置相比第一级气固分离装置的气固分离效率更高。本发明专利技术是一种具有低二噁英、低尘排放，低投资、低运行成本的显著优势的垃圾焚烧CFB锅炉。

【技术实现步骤摘要】
一种两级气固分离装置先后布置的垃圾焚烧CFB锅炉
本专利技术适用于以城市生活垃圾为燃料的垃圾焚烧CFB锅炉。
技术介绍
近年来，随着国家对污染物治理工作力度的加大，生活垃圾焚烧锅炉尾部飞灰被划入危险废弃物名录。生活垃圾焚烧锅炉有CFB和炉排两种形式，就生活垃圾处置彻底程度而言，CFB锅炉有着炉排锅炉无法比拟的优势。但是，用CFB锅炉燃烧生活垃圾会形成大量的飞灰，使得烟气中的氯元素在锅炉尾部200℃～450℃温度段形成二噁英这种剧毒物质，它们存在于飞灰中，如果任其排放将损害人们的身体健康，是国家标准严格禁止的行为；且飞灰中含有大量重金属物质，他们处于不稳定的状态，容易从飞灰中释放出来。为了处置这些飞灰，垃圾电厂不得不花费大量的运行费用将它们进行无害化处理，以达到国家允许的排放要求，堆放到填埋场。而用炉排焚烧锅炉处置生活垃圾时，尽管许多方面远不及CFB锅炉处置效果好，但是由于其燃烧产生的飞灰量少，电厂处置飞灰的运行费用低，所以电厂经济性好，生活垃圾电厂纷纷摈弃CFB炉型采用炉排炉型焚烧生活垃圾。
技术实现思路
本专利技术的目的在于：提出一种具有低二噁英、低尘排放，低投资、低运行成本的显著优势的垃圾焚烧CFB锅炉。本专利技术的目的通过下述技术方案来实现：一种两级气固分离装置先后布置的垃圾焚烧CFB锅炉，包括焚烧垃圾的CFB锅炉炉膛、过热器烟道(优选高温过热器)和尾部烟道，尾部烟道内设有低温过热器(如有)、省煤器、空气预热器(如有)，还包括连接于炉膛之后的第一级气固分离装置，以及连接于过热器(优选高温过热器)与尾部烟道之间的第二级气固分离装置，且第二级气固分离装置相比第一级气固分离装置的气固分离效率更高，炉膛和第二级气固分离装置底部均设置放灰口，第一级气固分离装置的烟气入口与炉膛烟气出口连接，其下部物料出口通过回料装置与炉膛相连，第一级气固分离装置的烟气出口与过热器烟道进口连接，过热器烟道出口与第二级气固分离装置进口连接，第二级气固分离装置烟气出口与尾部烟道连接。本专利中，生活垃圾中含有大量的氯元素，同时含有一定量的各种重金属，与常规化石燃料完全不同，生活垃圾在燃烧过程中，会生成无色、无味、透明的固体——剧毒物质二噁英，同时飞灰中会附着大量的重金属，这些重金属包括铜、铁。在200℃～450℃温度区间，氯的前驱物以铜、铁的低价金属氧化物作为催化剂，与烟气中的多种成分发生从头合成二噁英的化学反应，二噁英附着在飞灰中随烟气离开锅炉本体，在除尘器中被分离下来进入灰仓。国家标准规定，作为危险固体废弃物的生活垃圾焚烧锅炉尾部的飞灰不能随意处置，必须经过无害化处理合格后方允许进入填埋场填埋。由此可见，锅炉尾部出口的飞灰量越大，意味着垃圾电厂处置飞灰的运行费用越高，电厂经济性越差。本专利串联了更为高效的第二级气固分离装置。从第二级气固分离装置出口的烟气，其温度约在500℃～950℃之间，远离二噁英从头合成反应的温度区域，大大降低了经过200℃～450℃温度区间的飞灰量，这意味着大大降低了飞灰中作为反应催化剂的铜、铁的低价金属氧化物的含量，使烟气中的氯元素失去形成二噁英的化学反应的条件，从而起到抑制二噁英生成、节省处置飞灰运行费用的作用。而且，多级气固分离装置，可以延长粉尘的燃烧时间，提高燃尽度，CO排放量大大减少。与此同时，由于串联了更为高效的第二级气固分离装置，使得进入尾部烟道受热面的烟气飞灰含量很低，锅炉飞灰原始排放即可达到国家标准。这样，一方面，淡化了锅炉尾部受热面防止磨损的要求，可以提高烟气流动速度，大幅提高受热面的换热效率，降低了锅炉初投资；另一方面，由于尾部烟道中烟气的飞灰含量很低，飞灰在该区域受热面中不会形成堵灰和搭桥，大幅提高了锅炉连续运行时间，降低了锅炉启停阶段为了维持炉膛850℃燃烧温度(国家标准规定的炉膛燃烧防止二噁英生成的强制要求)而助燃的传统化石燃料的耗量，降低了碳排放量；第三方面，由于第二方面大幅提高了锅炉连续运行时间，所以延缓了锅炉频繁启停时金属壁温频繁升降所造成的疲劳寿命损耗，延长了锅炉设备的使用寿命；第四方面，取消了锅炉尾部除尘器的设置，降低了初投资和运行费用。综上所述，提高了电厂的环境效益、社会效益、经济效益。作为选择，尾部烟道内布置对流受热面，且第二级气固分离装置之后的对流受热面换热管相对节距均<2.5，烟气流速在8～15m/s之间。该方案中，相对现有技术，本专利技术尾部烟道较常规生活垃圾焚烧CFB炉可以布置得更为紧凑，降低投资成本。其中所述相对节距即相邻管子圆心节距与管子直径的比值。作为选择，第二级气固分离装置为工作温度＞500℃的高温气固分离装置。作为进一步选择，第二级气固分离装置为膜式分离装置。作为选择，第一级气固分离装置为旋风分离器，它布置在炉膛出口与过热器烟道之间。作为选择，第二级气固分离装置为膜式分离装置，它与过热器烟道相邻位于其后，烟气离开炉膛以后依次经过旋风分离器、过热器烟道、膜式分离装置、尾部受热面。作为选择，旋风分离器底部设置回料装置，回料装置出口与炉膛底部后水冷壁的回灰口相连。作为选择，炉膛和第二级气固分离装置底部均设置放灰口。作为选择，第二级气固分离装置与过热器相邻位于其后。作为进一步选择，第二级气固分离装置与高温过热器相邻位于其后。作为选择，尾部烟道和烟囱之间无需设置除尘设备。作为进一步选择，除尘设备为布袋除尘器和/或电除尘器。该方案中，经过第二级气固分离装置的分离，锅炉尾部飞灰大幅减少，飞灰原始排放浓度即可达到生活垃圾焚烧污染物排放国家标准，所以尾部不再需要除尘器，进一步降低了初投资和运行费用。前述本专利技术主方案及其各进一步选择方案可以自由组合以形成多个方案，均为本专利技术可采用并要求保护的方案；并且本专利技术，(各非冲突选择)选择之间以及和其他选择之间也可以自由组合。本领域技术人员在了解本专利技术方案后根据现有技术和公知常识可明了有多种组合，均为本专利技术所要保护的技术方案，在此不做穷举。本专利技术的有益效果：1.旋风分离器与膜式分离装置先后布置，膜式分离装置的分离效率高于旋风分离器；从旋风分离器引出的烟气中未被分离出的更加细小的飞灰，其绝大部分在膜式分离装置被分离出来，使尾部烟道中的灰量更少，锅炉出口飞灰也更少。这样，锅炉的飞灰原始排放指标已经可以达到污染物排放标准要求，锅炉后部不再设置除尘系统，所以就降低了电厂的初投资和运行费用，提高了经济效益。2.膜式分离装置之后的尾部烟道中，烟气中飞灰浓度极低，相同条件下烟气流经受热面时对金属的磨损程度大大减轻，所以可以选取较高的烟气流速，提高了换热效率，节省了锅炉设备的初投资。3.膜式分离装置之后的尾部烟道中，烟气中飞灰浓度极低，尾部烟道不易堵灰，大幅延长了锅炉连续运行时间。这样，一方面，相同时间段内机组能够发出更多的电；另一方面，也节省了锅炉启停阶段辅助化石燃料的消耗量，减少了碳排放量，提高了环境效益。以上两个方面均提高了电厂的经济效益。4.由于大幅提高了连续运行时间，所以减轻了锅炉频繁启停所带来的热疲劳损害，提高了设备使用寿命。5.膜式分离装置底部不设置回料装置，设置放灰口，控制炉内燃烧循环的灰浓度和炉膛传热，保证燃烧稳定性，减轻膜式分离装置前的磨损。6.炉膛底部设置放灰口，排放炉内已经燃尽的炉渣。附图说明图1是本专利技术实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种两级气固分离装置先后布置的垃圾焚烧CFB锅炉，包括焚烧垃圾的CFB锅炉炉膛、过热器烟道和尾部烟道，过热器烟道内设置过热器，尾部烟道内设有但不仅限于省煤器，其特征在于：还包括连接于炉膛之后的第一级气固分离装置，以及连接于过热器与尾部烟道之间的第二级气固分离装置，且第二级气固分离装置相比第一级气固分离装置的气固分离效率更高，炉膛和第二级气固分离装置底部均设置放灰口，第一级气固分离装置的烟气入口与炉膛烟气出口连接，其下部物料出口通过回料装置与炉膛相连，第一级气固分离装置的烟气出口与过热器烟道进口连接，过热器烟道出口与第二级气固分离装置进口连接，第二级气固分离装置的烟气出口与尾部烟道连接。

【技术特征摘要】
1.一种两级气固分离装置先后布置的垃圾焚烧CFB锅炉，包括焚烧垃圾的CFB锅炉炉膛、过热器烟道和尾部烟道，过热器烟道内设置过热器，尾部烟道内设有但不仅限于省煤器，其特征在于：还包括连接于炉膛之后的第一级气固分离装置，以及连接于过热器与尾部烟道之间的第二级气固分离装置，且第二级气固分离装置相比第一级气固分离装置的气固分离效率更高，炉膛和第二级气固分离装置底部均设置放灰口，第一级气固分离装置的烟气入口与炉膛烟气出口连接，其下部物料出口通过回料装置与炉膛相连，第一级气固分离装置的烟气出口与过热器烟道进口连接，过热器烟道出口与第二级气固分离装置进口连接，第二级气固分离装置的烟气出口与尾部烟道连接。2.如权利要求1所述的两级气固分离装置先后布置的垃圾焚烧CFB锅炉，其特征在于：尾部烟道内布置对流受热面，且第二级气固分离装置之后的对流受热面换热管相对节距均<2.5，烟气流速在8～15m/s之间。3.如权利要求1所述的两级气固分离装置先后布置的垃圾焚烧CFB锅炉，其特征在于：第二级气固分离装置...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡文钢，龚俊，
申请(专利权)人：华西能源工业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51