提高锅炉效率的脱硫系统技术方案

本实用新型专利技术提供一种提高锅炉效率的脱硫系统，平均粒径接近500μm和接近100μm两种石灰石粉分别通过输煤机和输粉管进入炉膛，两种石灰石粉的总流量与燃煤量的钙硫摩尔比大于0.5，两种石灰石粉在炉膛内吸热、煅烧分解成氧化钙用于脱硫，旋风分离器捕集的循环灰和除尘器收集的部分飞灰返回炉膛，其中的氧化钙参与脱硫反应，炉内脱硫效率大于20%，炉内脱硫过程中，两种石灰石粉的煅烧分解的总吸热量小于SO2转化成硫酸钙的放热量，炉内脱硫过程使锅炉效率增加；炉外设置脱硫塔进一步完成烟气脱硫，使SO2达标排放。本实用新型专利技术解决了传统炉内脱硫工艺存在的钙硫摩尔比大、石灰石煅烧吸热量过大导致锅炉效率降低的问题，具有显著的节能减排效果。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术提供一种提高锅炉效率的脱硫系统，平均粒径接近500μm和接近100μm两种石灰石粉分别通过输煤机和输粉管进入炉膛，两种石灰石粉的总流量与燃煤量的钙硫摩尔比大于0.5，两种石灰石粉在炉膛内吸热、煅烧分解成氧化钙用于脱硫，旋风分离器捕集的循环灰和除尘器收集的部分飞灰返回炉膛，其中的氧化钙参与脱硫反应，炉内脱硫效率大于20%，炉内脱硫过程中，两种石灰石粉的煅烧分解的总吸热量小于SO2转化成硫酸钙的放热量，炉内脱硫过程使锅炉效率增加；炉外设置脱硫塔进一步完成烟气脱硫，使SO2达标排放。本技术解决了传统炉内脱硫工艺存在的钙硫摩尔比大、石灰石煅烧吸热量过大导致锅炉效率降低的问题，具有显著的节能减排效果。【专利说明】提高锅炉效率的脱硫系统
本技术涉及脱硫领域，特别涉及一种提高锅炉效率的脱硫系统及方法。
技术介绍
燃煤锅炉的S02排放现状:燃煤中含有一定的硫分，这些硫分在燃煤燃烧过程中大部分转变成S02，如果不加以控制将随烟气排放到大气中造成酸雨，S02是主要的大气污染物之一，对生态造成危害。我国是以燃煤为主要能源的国家，燃煤在我国的能源结构中的比重高达60%以上，燃煤排放的S02对我国造成严重的大气污染问题，尤其是东南沿海地区和西南地区，S02排放导致的酸雨问题严重。为了解决我国大气污染严重问题，国家环保部制定了《火电厂大气污染物排放控制标准》，标准号GB13223-2011，该标准对火电厂燃煤锅炉的S02排放浓度大幅度提高了要求。根据目前燃煤的含硫量状况，原来没有安装脱硫设施的燃煤发电厂需要安装脱硫设施，而大部分安装了脱硫设施的燃煤发电厂需要对原有脱硫设施进行升级改造，需要达到更高的脱硫效率才能满足S02的排放要求。循环流化床锅炉脱硫技术现状:燃煤价格的高涨刺激锅炉用户、特别是火电厂的锅炉用户使用热值低、含硫量高的低价煤，循环流化床锅炉作为一种清洁燃烧设备，特别适合燃用上述燃料，在我国得到了大范围推广应用，据不完全统计。在我国服役的各种容量的循环流化床锅炉超过3000台。传统的循环流化床锅炉脱硫工艺是将石灰石粉输送至炉膛，石灰石粉煅烧生成氧化钙，与燃煤燃烧释放的S02进行反应生成硫酸钙，实现脱硫的目的。如果S02的排放要求不高，石灰石粉的用量不是很大，一般在钙硫摩尔比不大于2.5的条件下能够达到80%的脱硫效率，S02的排放浓度能够满足达标排放的要求。但是，随着S02排放要求的日益严苛，目前普遍要求电站锅炉的S02排放浓度达到200mg/Nm3以下，要求脱硫效率达到95%以上，如果燃用高硫煤，脱硫效率甚至高达98%以上。如此高的脱硫效率，如果还是采用炉内添加石灰石粉脱硫，必须大幅度增加石灰石粉的用量，钙硫摩尔比甚至高达4-5，不仅造成大量石灰石粉不能得到有效利用造成浪费，大量石灰石粉在炉内煅烧需要吸收大量的热量，导致锅炉效率降低。以四川省的芙蓉煤矿的燃煤为例，燃煤的收到基含硫量为4.05%，低位发热量为4739 Kcal/kg，在不采取脱硫措施的条件下，S02排放浓度为11240mg/Nm3，要满足S02排放浓度200mg/Nm3的环保排放要求，脱硫效率需要高达98.3%以上。如果仅采用炉内喷石灰石粉脱硫，钙硫摩尔以4计算，对于一台30万千瓦发电机组配套的燃煤锅炉锅炉，每小时的燃煤耗为149吨，每小时的石灰石粉耗量为75.6吨，在脱硫效率为98.3%的条件下，石灰石粉的煅烧吸热量远大于脱硫反应的放热量，石灰石粉煅烧吸热量与脱硫反应放热量的差值占到燃煤输入热量的1.6%，也就是往锅炉内添加大量的石灰石粉导致锅炉效率降低1.6%。每小时向锅炉内投放高达75.6吨的石灰石造成严重的后果:锅炉受热面磨损严重，石灰石粉输送系统、排灰设施和除尘器的运行负荷大幅度增加，这些设施的故障率和运行维护费用大幅度增加。如果为了避免发生上述问题而不采用往炉内添加石灰石粉脱硫，仅仅采用炉外脱硫塔脱硫，将造成锅炉尾部受热面发生低温腐蚀。燃煤烟气中含有大量水蒸气，含有高浓度S02的烟气在流经锅炉尾部烟道的低温受热面、当受热面的表面温度低于酸露点时，S02与水蒸气结合形成酸露凝结在低温受热面的表面，使低温受热面很快发生低温腐蚀泄露，给锅炉的安全稳定运行造成危害。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是提供一种提高锅炉效率的脱硫系统及方法，克服了传统炉内脱硫工艺存在的钙硫摩尔比大、石灰石煅烧吸热量过大导致锅炉效率降低的问题，粗石灰石粉与细石灰石粉在炉膛内煅烧吸热并分解成氧化钙用于脱硫，旋风分离器捕集的循环灰和除尘器收集的部分飞灰返回炉膛，炉内脱硫过程中生成硫酸钙的放热量大于粗石灰石粉和细石灰石粉的煅烧分解的吸热量，使炉内脱硫过程提高锅炉效率，通过炉外设置的脱硫塔进一步完成烟气脱硫，使S02排放满足要求。本技术采用的技术方案如下:—种提高锅炉效率的脱硫系统，包括炉膛，旋风分离器，脱硫塔，其特征在于:所述炉膛的进料口通过输煤机与煤斗及粗石灰石粉仓相连通，炉膛的进料口通过输粉管与细石灰石粉仓相连通，炉膛的进料口通过回料管与除尘器相连通，炉膛的进料口通过返料器与旋风分离器相连通，炉膛的出口与旋风分离器的进口相连通，旋风分离器的出口与尾部烟道的进口相连通，尾部烟道的出口与除尘器的进口相连通，除尘器的出口与脱硫塔的进口相连通，脱硫塔的出口与烟囱相连通。优选地，所述的提高锅炉效率的脱硫系统，其特征在于:所述的除尘器的排灰口与分配器相连通，分配器分别与炉膛及灰库相连通。优选地，所述的提高锅炉效率的脱硫系统，其特征在于:所述的脱硫塔的进口还与脱硫剂罐相连通。优选地，所述的提高锅炉效率的脱硫系统，其特征在于:所述的细石灰石粉仓下部设置给料机，给料机进口与送风机相连通。与已有技术相比，本技术的有益效果如下:I)与传统的炉内脱硫工艺相比，本技术的有益效果为:大幅度降低炉内脱硫的钙硫摩尔比，使氧化钙脱硫反应的放热量大于石灰石粉煅烧反应的吸热量，脱硫过程不仅实现了脱硫目的，还有效提高了锅炉效率。(2)与传统的单纯采用细石灰石粉脱硫工艺相比，本技术炉内脱硫工艺采用粗石灰石粉与细石灰石粉相结合的炉内脱硫工艺，粗石灰石粉通过输煤机送入炉膛，细石灰石粉用于精确脱硫控制，降低采用气力输送方式的细石灰石粉用量，不仅节省了压缩空气用量及空压机的耗电量;粗石灰石粉利用输煤机输送更可靠，故障率低，降低石灰石粉输送系统的故障率，提高了脱硫系统的可靠性，降低S02超标排放风险。(3)与传统的单纯采用细石灰石粉脱硫工艺相比，本技术炉内脱硫工艺采用粗石灰石粉与细石灰石粉相结合的炉内脱硫工艺，粗石灰石粉在炉内参与脱硫反应的时间远大于细石灰石粉，在相同钙硫摩尔比的条件下，本技术炉内脱硫所需的钙硫摩尔比大幅度降低，降低石灰石粉的耗量，有效降低石灰石粉煅烧吸热量，有利于提高锅炉效率。(4)更进一步，目前炉内脱硫工艺大多对于逃离旋风分离器的氧化钙利用除尘器收集并外排，本技术利用一部分除尘器收集的含有一定浓度氧化钙的飞灰，并回送至炉膛，利用这部分飞灰中的氧化钙脱硫，提高石灰石利用率和脱硫效率，利用这部分氧化钙脱硫，节省了石灰石的煅烧吸热量，进一步提高锅炉效率。(5)更进一步，本技术利用炉内脱硫和炉外脱硫相结合的脱硫工艺，在本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种提高锅炉效率的脱硫系统，包括炉膛，旋风分离器，脱硫塔，其特征在于：所述炉膛的进料口通过输煤机与煤斗及粗石灰石粉仓相连通，炉膛的进料口通过输粉管与细石灰石粉仓相连通，炉膛的进料口通过回料管与除尘器相连通，炉膛的进料口通过返料器与旋风分离器相连通，炉膛的出口与旋风分离器的进口相连通，旋风分离器的出口与尾部烟道的进口相连通，尾部烟道的出口与除尘器的进口相连通，除尘器的出口与脱硫塔的进口相连通，脱硫塔的出口与烟囱相连通。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李志伟，何秀锦，
申请(专利权)人：集美大学，凤阳海泰科能源环境管理服务有限公司，
类型：新型
国别省市：安徽;34