一种基于流态二次重构的超低排放型循环流化床锅炉系统技术方案

本实用新型专利技术涉及循环流化床锅炉和环保系统设备，具体地说是一种基于流态二次重构的超低排放型循环流化床锅炉系统。本实用新型专利技术主要解决目前的燃煤锅炉实现超低排放基本是成熟设备的简单叠加与集成的问题。本实用新型专利技术一种基于流态二次重构的超低排放型循环流化床锅炉系统，它包括循环流化床锅炉炉膛、与炉膛烟气出口连通的分离器、将分离器料腿和炉膛连通的返料器、分布在炉膛前后墙上的二次风管和SNCR烟气脱硝系统，所述SNCR烟气脱硝系统由氨水卸载与存储系统、氨水和稀释水输送系统、混合分配系统和喷射系统组成，其中：它还包括入口阀组、炉内石灰石脱硫输送系统、炉内石灰石脱硫储仓系统、增湿喷枪、循环流化床脱硫塔系统、布袋除尘器和返料设施。

【技术实现步骤摘要】

本技术专利涉及循环流化床锅炉和环保系统设备，具体地说是一种基于流态二次重构的超低排放型循环流化床锅炉系统。
技术介绍
燃煤锅炉实现超低排放，目前的技术路线基本是成熟设备的简单叠加与集成，包括产生污染源的锅炉、各种脱硫、脱硝、除尘设备等，锅炉岛没有真正通过技术创新和更新换代从源头上降低污染物原始排放，更没有为污染物的脱除提供良好的化学反应条件，环保岛没有与锅炉岛充分融合互动，只是被动应对锅炉岛排出的各种烟气污染物，脱硫脱硝设备通过不断增加喷淋层和催化剂层数提高脱除效率，烟尘排放通过再增加湿电除尘器来保证。随着排放指标要求越来越高，环保岛系统的容量越来越大，链条越拉越长，投资及运行成本越来越高，用户不堪重负。如果不从根本上进行技术创新，超低排放的社会效益、经济效益和环境效益将大打折扣，并且将带来很多新的问题。
技术实现思路
本技术主要针对目前的燃煤锅炉实现超低排放基本是成熟设备的简单叠加与集成的问题，提供一种基于流态二次重构的超低排放型循环流化床锅炉系统。本技术为解决上述问题而采取的技术方案为：一种基于流态二次重构的超低排放型循环流化床锅炉系统，它包括循环流化床锅炉炉膛、与炉膛烟气出口连通的分离器、将分离器料腿和炉膛连通的返料器、分布在炉膛前后墙上的二次风管和SNCR烟气脱硝系统，所述SNCR烟气脱硝系统由氨水卸载与存储系统、氨水和稀释水输送系统、混合分配系统和喷射系统组成，其中：它还包括入口阀组、炉内石灰石脱硫输送系统、炉内石灰石脱硫储仓系统、增湿喷枪、循环流化床脱硫塔系统、布袋除尘器和返料设施，所述入口阀组的输出端与二次风管内的喷嘴连接，入口阀组的输入端与炉内石灰石脱硫输送系统的输出端连接，炉内石灰石脱硫储仓系统的储仓的出料口通过管路与炉内石灰石脱硫输送系统的缓存仓的主入料口连接，炉内石灰石脱硫储仓系统的库顶收尘器的物料出口通过管路与炉内石灰石脱硫输送系统的缓存仓的副入料口连接，增湿喷枪设置在循环流化床锅炉的烟道出口内，循环流化床脱硫塔系统的烟气入口与循环流化床锅炉的烟道出口连接，循环流化床脱硫塔系统的烟气出口与布袋除尘器的烟气入口连接，返料设施将布袋除尘器的出料口与循环流化床脱硫塔系统的返料口连通。本技术所述分离器是进口烟道下倾、中心筒偏心的绝热旋风分离器，且其并列设置在炉膛的烟气出口区域，所述绝热旋风分离器还设有工作温度控制系统。所述返料器设有工作温度控制系统，且返料器的返料风采用高压冷风，由小风帽送入，并在入口风管母管上装设置流量计和压力计。所述分离器和返料器均由外壳和里衬组成，里衬为三层结构的耐火材料，且里衬由外到内分别为高强度耐磨浇注料、轻质浇注料和轻质保温砖。所述二次风管内的喷嘴设在炉膛的下部。所述入口阀组由膨胀节和阀门组成，且膨胀节设在阀门的输入端。所述炉内石灰石脱硫输送系统由罗茨风机、混合器和缓存仓组成，混合器的一个入口与罗茨风机的出风口连接，混合器的另一个入口与缓存仓的出料口连接。所述炉内石灰石脱硫储仓系统由流化风机、电加热器、储仓和库顶收尘器组成，流化风机通过电加热器与储仓的进风口连接，库顶收尘器设在储仓顶部的开口上。所述循环流化床脱硫塔系统包括烟气入口、文丘里喷嘴、工艺水喷嘴、返料口、脱硫塔本体和烟气出口，烟气入口的出口与文丘里喷嘴的入口连接，文丘里喷嘴的出口与脱硫塔本体的入口连接，烟气出口设在脱硫塔本体的顶部，工艺水喷嘴和返料口设在脱硫塔本体的底部。所述返料设施由空气输送斜槽、气化风机和电加热器组成，空气输送斜槽的入料口与布袋除尘器的出料口连接，空气输送斜槽的出料口与循环流化床脱硫塔系统的返料口连接，气化风机通过电加热器与空气输送斜槽的进气口连接。所述氨水卸载与储存系统由氨水罐车、氨水卸料泵装置和氨水储罐构成。所述氨水和稀释水输送系统由除盐水、氨水计量泵装置和稀释水计量泵装置构成。所述混合分配系统由静态混合器和还原剂分配器构成。所述喷射系统由设置在分离器入口区域、分布到整个烟道截面、连接压缩空气源的喷射头构成。所述氨水储罐连接所述氨水计量泵装置，所述稀释水计量泵装置、氨水计量泵装置与所述静态混合器连接，所述静态混合器连接所述还原剂分配器，所述还原剂分配器与所述喷射头连接。本技术采用上述技术方案，在基于流态重构的低床压节能型循环流化床锅炉基础上进一步提高床质量、减少总床存量、增加循环量，通过流态再一次重新构建，使得基于床质量提高的炉内氧化还原气氛重整，实现氮氧化物的超低排放与低钙硫比下的高炉内脱硫效率。在循环流化床流态图谱的第三轴循环物料粒度轴可以找到循环流化床低成本超低排放的突破点，这也是流态再构的基本理论依据。本技术低钙硫比下高炉内脱硫效率的基本机理：流态再构以后，床质量提高，总床存量减少，循环量增加，为提高炉内脱硫效率奠定了流态基础。床质量提高以后，石灰石可以采用更细的粒径，石灰石比表面积大，相应的脱硫反应面积大。提高床质量、增加循环量以后，物料的团聚概率增加，石灰石炉内停留时间延长，相应的脱硫反应时间加长。循环过程的磨耗和表面更新作用，使石灰石进一步得到利用。减小总床存量、增加循环量以后，意味着下部粗颗粒量大幅度减少，二次风口处的背压大大降低，加之二次风的低阻力大动量强穿透力单层布置设计，炉内气固混合效果大大改善。循环量的增加以及受热面的合理设计使炉膛温度保持在最适合脱硫的温度水平860-880℃。炉膛温度低于820℃，不利于石灰石煅烧反应；炉膛温度高于920℃，氧化钙内的微孔会被迅速堵塞而阻止了石灰石的进一步利用，并且会使得已经生成的CaSO4重新分解为CaO并释放出SO2。循环量的增加以及床质量的提高带来的颗粒团聚概率增加与颗粒上下返混的加强使得炉膛上下温度更趋均匀。本技术与现有技术相比，具有以下优点和有益效果：基于流态再构的超低排放循环流化床锅炉系统，使得烟气治理环保岛要与锅炉岛系统深度融合，打破锅炉主机、锅炉岛辅机系统、脱硫、脱硝、除尘各子系统之间的壁垒，构建基于锅炉特性的特色环保系统，实现集约化、集成化、系统化和节能化，最大化提升各环节的治理功能。只有这种多污染物高效协同控制的超低排放理念，才能够真正为燃煤锅炉提供运行指标更优、系统更加简洁、可靠性更高的从锅炉到烟囱的“一揽子”解决方案，才能够最大程度的减少超低排放的投资和运行费用。附图说明图1是本技术的结构示意图。具体实施方式如图1所示，一种基于流态二次重构的超低排放型循环流化床锅炉系统，它包括循环流本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于流态二次重构的超低排放型循环流化床锅炉系统，它包括循环流化床锅炉炉膛(1)、与炉膛烟气出口连通的分离器(2)、将分离器料腿和炉膛(1)连通的返料器(3)、分布在炉膛前后墙上的二次风管(4)和SNCR烟气脱硝系统，所述SNCR烟气脱硝系统由氨水卸载与存储系统(12)、氨水和稀释水输送系统(13)、混合分配系统(14)和喷射系统(15)组成，其特征在于：它还包括入口阀组(5)、炉内石灰石脱硫输送系统(6)、炉内石灰石脱硫储仓系统(7)、增湿喷枪(8)、循环流化床脱硫塔系统(9)、布袋除尘器(10)和返料设施(11)，所述入口阀组(5)的输出端与二次风管(4)内的喷嘴连接，入口阀组(5)的输入端与炉内石灰石脱硫输送系统(6)的输出端连接，炉内石灰石脱硫储仓系统(7)的储仓(73)的出料口通过管路与炉内石灰石脱硫输送系统(6)的缓存仓(63)的主入料口连接，炉内石灰石脱硫储仓系统(7)的库顶收尘器(74)的物料出口通过管路与炉内石灰石脱硫输送系统(6)的缓存仓(63)的副入料口连接，增湿喷枪(8)设置在循环流化床锅炉的烟道出口内，循环流化床脱硫塔系统(9)的烟气入口(91)与循环流化床锅炉的烟道出口连接，循环流化床脱硫塔系统(9)的烟气出口(96)与布袋除尘器(10)的烟气入口连接，返料设施(11)将布袋除尘器(10)的出料口与循环流化床脱硫塔系统(9)的返料口(94)连通。...

【技术特征摘要】
1.一种基于流态二次重构的超低排放型循环流化床锅炉系统，它包括循环流化床锅炉炉膛(1)、与炉膛烟气出口连通的分离器(2)、将分离器料腿和炉膛(1)连通的返料器(3)、分布在炉膛前后墙上的二次风管(4)和SNCR烟气脱硝系统，所述SNCR烟气脱硝系统由氨水卸载与存储系统(12)、氨水和稀释水输送系统(13)、混合分配系统(14)和喷射系统(15)组成，其特征在于：它还包括入口阀组(5)、炉内石灰石脱硫输送系统(6)、炉内石灰石脱硫储仓系统(7)、增湿喷枪(8)、循环流化床脱硫塔系统(9)、布袋除尘器(10)和返料设施(11)，所述入口阀组(5)的输出端与二次风管(4)内的喷嘴连接，入口阀组(5)的输入端与炉内石灰石脱硫输送系统(6)的输出端连接，炉内石灰石脱硫储仓系统(7)的储仓(73)的出料口通过管路与炉内石灰石脱硫输送系统(6)的缓存仓(63)的主入料口连接，炉内石灰石脱硫储仓系统(7)的库顶收尘器(74)的物料出口通过管路与炉内石灰石脱硫输送系统(6)的缓存仓(63)的副入料口连接，增湿喷枪(8)设置在循环流化床锅炉的烟道出口内，循环流化床脱硫塔系统(9)的烟气入口(91)与循环流化床锅炉的烟道出口连接，循环流化床脱硫塔系统(9)的烟气出口(96)与布袋除尘器(10)的烟气入口连接，返料设施(11)将布袋除尘器(10)的出料口与循环流化床脱硫塔系统(9)的返料口(94)连通。
2.根据权利要求1所述的基于流态二次重构的超低排放型循环流化床锅炉系统，其特征在于：所述分离器(2)是进口烟道下倾、中心筒偏心的绝热旋风分离器，且其并列设置在炉膛(1)的烟气出口区域，所述绝热旋风分离器还设有工作温度控制系统。
3.根据权利要求1所述的基于流态二次重构的超低排放型循环流化床锅炉系统，其特征在于：所述返料器(3)设有工作温度控制系统，且返料器(3)的返料风采用高压冷风，由小风帽送入，并在入口风管母管上装设置流量计和压力计。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的基于流态二次重构的超低排放型循环流化床锅炉系统，其特征在于：所述分离器(2)和返料器(3)均由外壳和里衬组成，里衬为三层结构的耐火材...

【专利技术属性】
技术研发人员：张建春，吕俊复，杨海瑞，岳光溪，刘爱成，张勇军，赵晓星，杜青如，郭学茂，贺辉宝，范彦军，成志建，霍续林，李军，孙美枝，李卫波，马升，王超，牛建斌，郝建仁，白昌先，
申请(专利权)人：太原锅炉集团有限公司，清华大学，
类型：新型
国别省市：山西;14