一种多级气固分离装置串联布置的垃圾焚烧CFB锅炉制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种多级气固分离装置串联布置的垃圾焚烧CFB锅炉，包括焚烧垃圾的CFB锅炉炉膛和尾部烟道，还包括串联于炉膛烟气出口和尾部烟道之间的N级气固分离装置，N为正整数，且N≥2，炉膛、第二级分离器至第N级气固分离装置底部均设置放灰口，N级气固分离装置的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N级气固分离装置的烟气出口与尾部烟道相连。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】
一种多级气固分离装置串联布置的垃圾焚烧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：一种多级气固分离装置串联布置的垃圾焚烧CFB锅炉，包括焚烧垃圾的CFB锅炉炉膛和尾部烟道，还包括串联于炉膛烟气出口和尾部烟道之间的N级气固分离装置，N为正整数，且N≥2，炉膛、第二级气固分离装置至第N级气固分离装置底部均设置放灰口，N级气固分离装置的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N级气固分离装置的烟气出口与尾部烟道相连，第一级至第N级气固分离装置之间的各级气固分离装置的烟气入口与上一级气固分离装置的烟气出口相连，各级气固分离装置的烟气出口与下一级气固分离装置的烟气入口相连，且从第一级气固分离装置至第N级气固分离装置的气固分离效率逐渐增高。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多级气固分离装置。从第N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N级更为高效的气固分离装置，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。此外，在CFB锅炉中，旋风分离器作为常用的气固分离装置是整个系统的关键装置，在炉膛中未被充分燃烧的燃料/飞灰颗粒，需要经过旋风分离器的分离，再经过回料装置回到炉膛继续燃烧，由此形成一个不断循环的过程。在CFB锅炉中，气固分离装置(旋风分离器)是作为关键的物料分离循环的装置，而不是作为通常意义上的除尘装置存在，主要起到维持炉膛持续燃烧和维持锅炉负荷的作用，因此，在现有技术中CFB锅炉炉膛之后连接的旋风分离器都只有一级，即可满足物料分离循环和负荷稳定的需求，没有两级或更多级气固分离装置存在，对于通常意义上的除尘需求，都是在尾部烟道以后设置专门的除尘装置(例如布袋除尘器、电除尘器等)来实现。作为选择，尾部烟道内布置对流受热面，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，气固分离装置为工作温度＞500℃的高温气固分离装置。作为选择，气固分离装置为旋风分离器或其他形式的气固分离装置。作为进一步选择，气固分离装置为旋风分离器。作为更进一步选择，旋风分离器设置两级。该方案中，采用旋风分离器，优选两级设置，可以取得最低投资成本和最佳飞灰处理效果的平衡。作为选择，炉膛，以及第二级至第N级气固分离装置底部均设置放灰口。作为选择，第一级气固分离装置为旋风分离器。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，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。该方案中，经过N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。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.第一级气固分离装置上部烟气出口与第二级气固分离装置相连，第二级至第N级气固分离装置的分离效率高于第一级；从第一级气固分离装置引出的烟气中未被分离出的更加细小的飞灰，其绝大部分在后面的气固分离装置中被分离出来，使尾部烟道中的灰量更少，锅炉出口飞灰极少。这样就节省了锅炉出口作为危险废物的飞灰的处置成本，降低了电厂的运行费用；节省了布袋除尘器的初投资及其运行费用。综上所述，本专利技术提出的锅炉内部飞灰处理系统提高了电厂经济效益。2.尾部烟道布置在多级串联的气固分离装置之后，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.尾部烟道布置在N级串联的气固分离装置之后，烟气中飞灰浓度极低，尾部本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多级气固分离装置串联布置的垃圾焚烧CFB锅炉，包括焚烧垃圾的CFB锅炉炉膛和尾部烟道，其特征在于：还包括串联于炉膛烟气出口和尾部烟道之间的N级气固分离装置，N为正整数，且N≥2，炉膛、第二级气固分离装置至第N级气固分离装置底部均设置放灰口，N级气固分离装置的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N级气固分离装置的烟气出口与尾部烟道相连，第一级至第N级气固分离装置之间的各级气固分离装置的烟气入口与上一级气固分离装置的烟气出口相连，各级气固分离装置的烟气出口与下一级气固分离装置的烟气入口相连，且从第一级气固分离装置至第N级气固分离装置的气固分离效率逐渐增高。

【技术特征摘要】
1.一种多级气固分离装置串联布置的垃圾焚烧CFB锅炉，包括焚烧垃圾的CFB锅炉炉膛和尾部烟道，其特征在于：还包括串联于炉膛烟气出口和尾部烟道之间的N级气固分离装置，N为正整数，且N≥2，炉膛、第二级气固分离装置至第N级气固分离装置底部均设置放灰口，N级气固分离装置的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N级气固分离装置的烟气出口与尾部烟道相连，第一级至第N级气固分离装置之间的各级气固分离装置的烟气入口与上一级气固分离装置的烟气出口相连，各级气固分离装置的烟气出口与下一级气固分离装置的烟气入口相连，且从第一级气固分离装置至第N级气固分离装置的气固分离效率逐渐增高。2.如权利要求1所述的多级气固分离装置串联布置的垃圾焚烧CFB锅炉，其特征在于：尾部烟道内布置对流受热面，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所述的多级气固分离装置串联...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡文钢，
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