一种循环流化床锅炉多污染物协同脱除燃烧装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种循环流化床锅炉多污染物协同脱除燃烧装置，包括：锅炉和尾部烟道；锅炉与尾部烟道相连通；还包括第二给煤机、热解室、半焦活化室、第二旋风分离器和活性焦脱硫脱汞反应塔；本发明专利技术还公开了一种循环流化床锅炉多污染物协同脱除燃烧方法，经过二级脱硫、二级脱硝与一级脱汞反应，实现对多种气态污染物SO

【技术实现步骤摘要】
一种循环流化床锅炉多污染物协同脱除燃烧装置及方法
本专利技术属于煤清洁高效燃烧
，具体涉及一种循环流化床锅炉多污染物协同脱除燃烧装置及方法。
技术介绍
我国煤炭资源丰富，由燃煤烟气排放的NOx、SO2和Hg对人类健康和生态环境带来了极大的危害。电力生产作为煤炭消费的最大主体，其燃煤量占到了煤炭消耗的51％。因此对燃煤电厂NOx、SO2和Hg等多种污染物的控制，已成为我国大气污染控制领域最为紧迫的任务。循环流化床(CFB)燃烧技术是一种高效低污染的清洁燃烧技术，在国内外已广泛地推广并应用。随着国家《火电厂大气污染物排放标准》(GB13223-2011)的颁布实施，要求NOx、SO2与Hg分别达到100mg/m3、100mg/m3、0.03mg/m3的最新排放标准，对NOx与SO2甚至严格要求达到50mg/m3与35mg/m3的超低排放标准要求，这使得循环流化床锅炉面临了更大的挑战。现有的控制NOx、SO2和Hg三种污染物最为成熟的方法分别是：采用选择性非催化还原(SNCR)、选择性非催化还原与选择性催化还原(SCR)联用的方法实现NOx达标排放；通过尾部烟道一级湿法脱硫(WFGD)或二级湿法脱硫实现SO2达标排放；采用活性炭注入脱汞(ACI)。目前，国内外针对多污染物大都使用逐一治理的方法，即不同污染物添加不同的净化装置加以脱除，形成各个脱除工艺的串联，但分级治理方式存在占地面积较大、还原剂及吸收剂消耗量大、基建投资及运行费用极高等缺陷。尽管已有同时脱硫脱硝一体化工艺，如高能辐射化学法、活性炭法、烟气循环流化床法、等离子体法等，但由于其投资和运行费用巨大而未得到广泛应用，并且对于其它的气态污染物及固体颗粒物仍需串联其它的工艺装置加以实现。如中国专利CN201610077738.7公开了一种工业燃煤锅炉烟气多污染物超低排放协同脱除系统，通过SCR脱硝装置、静电除尘器、三相紊流筒高效脱硫除尘塔和提效型湿式静电除尘除雾装置的联合作用，以实现工业燃煤锅炉烟气中NOx、SO2和粉尘污染物的超低排放。该系统尾部烟道设备复杂，投资运行及维护成本较高。中国专利CN201810113587.5公开了一种粉状活性焦联合脱硫和脱硝的系统及方法，通过粉末活性焦与氨气，脱除烟气中的NOx与SO2，由于需要提供额外的活性焦与氨气原料，投资运行成本也较高。综上所述，现有循环流化床锅炉污染物脱除技术缺陷如下：(1)循环流化床多污染物脱除主要采用单项逐级串联治理的方式，即通过SNCR与SCR联用的脱硝方法、以及炉内喷钙脱硫与尾部一级湿法脱硫或多级湿法脱硫的联合脱硫方法、活性焦脱汞法等，由于以上脱硫脱硝脱汞方法需要配置复杂的烟气脱硫脱硝脱汞处理系统，同时还需要提供额外的还原剂与吸收剂，其系统复杂，投资、运行与维护成本高昂，同时还会带来二次污染(如脱硫废水问题，氨逃逸问题)，严重制约了循环流化床锅炉技术的推广应用。(2)现有部分燃煤烟气脱硫脱硝脱汞一体化技术，如高能辐射化学法、活性炭法、等离子体法等，由于需要提供额外的吸收剂、还原剂以及额外的能耗，其投资和运行费用巨大，维护工作量大，处理烟气量小，存在二次污染等因素而未得到广泛应用，并且对于其它的气态污染物仍需串联其它的工艺装置加以实现。
技术实现思路
为解决现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种循环流化床锅炉多污染物协同脱除燃烧装置及方法。为了实现上述目标，本专利技术采用如下的技术方案：一种循环流化床锅炉多污染物协同脱除燃烧装置，包括：锅炉和尾部烟道；所述锅炉与尾部烟道相连通；所述锅炉包括主燃室、第一旋风分离器和返料器；其特征在于，还包括第二给煤机、热解室、半焦活化室、第二旋风分离器和活性焦脱硫脱汞反应塔；所述返料器设置在第一旋风器固相出口处；所述热解室前墙上部侧壁与返料器进料立管的侧壁相连通；使部分高温循环灰从所述固相出口进入热解室；所述第二给煤机设置在所述热解室顶部，用于添加第二级燃料；所述第二旋风分离器的进口与所述热解室的上部出口相连；所述半焦活化室连通在热解室后墙下部；所述活性焦脱硫脱汞反应塔入口与半焦活化室底部连通，所述活性焦脱硫脱汞反应塔底部出口与所述主燃室通过半焦再燃喷口连通。优选的，所述尾部烟道包括自上而下布置的过热器和/或再热器、省煤器、空气预热器；所述空气预热器热风出口管道分别与所述锅炉底部的一次风管道及所述主燃室下部炉膛的半焦再燃喷口相连通；所述活性焦脱硫脱汞反应塔前墙进口与尾部烟道除尘器出口烟道相连通，后墙出口与进口烟道相连通，底部与炉膛半焦再燃喷口相连通。优选的，所述热解室底部设有进料流化风室与出料流化风室，热解室顶部中间位置内侧设有一隔板，通过隔板将热解室分为进料室与出料室，进料室与出料室通过隔板下部的通道相连通，热解室出口设有活化室。优选的，所述第二旋风分离器顶部气相出口分别与热解气喷口、进料流化风室、返料流化风室相连通，第二旋风分离器底部固相出口与半焦活化室顶部的进料口相连通；半焦活化室侧壁与尾部烟道上设置的过热器相连通。优选的，所述主燃室自下而上设有一级氧化脱硫区与半焦再燃一级脱硝区；所述第一旋风分离器与尾部烟道连接处依次设置有热解气再燃二级脱硝区和燃尽区；所述第二旋风分离器的气相出口通过热解气喷口与所述热解气再燃二级脱硝区连通。优选的，所述半焦再燃一级脱硝区设置有至少一个半焦再燃喷口；所述热解气再燃二级脱硝区设置有至少一个热解气喷口；所述燃尽区设置有至少一个燃尽风喷口；所述一级氧化脱硫区底部侧壁设置有石灰石喷口。优选的，所述热解气喷口还可以布置在所述主燃室中下部，且位于半焦再燃喷口下部；所述燃尽风喷口布置在第一旋风分离器出口垂直或水平烟道上。优选的，所述主燃室自下而上设有一级氧化脱硫区与热解气再燃一级脱硝区；所述第一旋风分离器与尾部烟道连接处依次设置有半焦再燃二级脱硝区和燃尽区；所述尾部烟道的受热面出口设有活性焦二级脱硫与脱汞区。优选的，所述热解气再燃一级脱硝区设置有至少一个热解气喷口；所述半焦再燃二级脱硝区设置有至少一个半焦再燃喷口；所述燃尽区设置有至少一个燃尽风喷口。一种循环流化床锅炉多污染物协同脱除燃烧方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、将一级燃料、一次风和脱硫剂加入主燃室底部的一级氧化区进行燃烧，将石灰石通过返料器加入主燃室底部，与主燃室底部燃烧过程中产生的SO2进行一级脱硫反应，主燃室燃烧产物通过第一旋风分离器，从下部固相出口排出的部分高温循环灰进入热解室；步骤二、将二级燃料加入至热解室内，低温热解生成热解产物，热解产物通过第二旋风分离器进行气固分离，分离后得到的细焦粉固相产物与从热解室底部排出的粗焦粉一起进入半焦活化室，在半焦活化室通过从过热器过来的过热蒸汽进行活化反应产生活性焦，活性焦进入活性焦脱硫脱汞反应塔进行脱汞与二级脱硫；步骤三、在步骤二中活性焦失活，后经过一次热风输送进入主燃室中下部半焦再燃一级脱硝区与主燃室底部一级氧化区产生的NOx进行第一级脱硝还原，将大部分NOx还原成氮气；步骤四、步骤本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种循环流化床锅炉多污染物协同脱除燃烧装置，包括：锅炉和尾部烟道；所述锅炉与尾部烟道相连通；所述锅炉包括主燃室(1)、第一旋风分离器(2)和返料器(3)；其特征在于，还包括第二给煤机(5)、热解室(6)、半焦活化室(7)、第二旋风分离器(8)和活性焦脱硫脱汞反应塔(12)；所述返料器设置在第一旋风分离器(2)的固相出口处；所述热解室(6)前墙上部侧壁与返料器(3)进料立管的侧壁相连通，使部分高温循环灰从所述固相出口进入热解室(6)；所述第二给煤机(5)设置在所述热解室(6)顶部，用于添加第二级燃料；所述第二旋风分离器(8)的进口与所述热解室(6)的上部出口相连；所述半焦活化室(7)连通在热解室(6)后墙下部；所述活性焦脱硫脱汞反应塔(12)入口与半焦活化室(7)底部连通，所述活性焦脱硫脱汞反应塔(12)底部出口与所述主燃室(1)通过半焦再燃喷口连通。/n

【技术特征摘要】
1.一种循环流化床锅炉多污染物协同脱除燃烧装置，包括：锅炉和尾部烟道；所述锅炉与尾部烟道相连通；所述锅炉包括主燃室(1)、第一旋风分离器(2)和返料器(3)；其特征在于，还包括第二给煤机(5)、热解室(6)、半焦活化室(7)、第二旋风分离器(8)和活性焦脱硫脱汞反应塔(12)；所述返料器设置在第一旋风分离器(2)的固相出口处；所述热解室(6)前墙上部侧壁与返料器(3)进料立管的侧壁相连通，使部分高温循环灰从所述固相出口进入热解室(6)；所述第二给煤机(5)设置在所述热解室(6)顶部，用于添加第二级燃料；所述第二旋风分离器(8)的进口与所述热解室(6)的上部出口相连；所述半焦活化室(7)连通在热解室(6)后墙下部；所述活性焦脱硫脱汞反应塔(12)入口与半焦活化室(7)底部连通，所述活性焦脱硫脱汞反应塔(12)底部出口与所述主燃室(1)通过半焦再燃喷口连通。


2.根据权利要求1所述的燃烧装置，其特征在于，所述尾部烟道包括自上而下布置有过热器(9)和/或再热器、省煤器(10)、空气预热器(11)；所述空气预热器(11)热风出口管道分别与所述锅炉底部的一次风管道及所述主燃室(1)下部炉膛的半焦再燃喷口相连通；所述活性焦脱硫脱汞反应塔(12)前墙进口与尾部烟道除尘器出口烟道相连通，后墙出口与进口烟道相连通，底部与炉膛半焦再燃喷口相连通。


3.根据权利要求1所述的燃烧装置，其特征在于，所述热解室(6)底部设有进料流化风室与返料流化风室，热解室(6)顶部中间位置内侧设有一隔板，通过隔板将热解室(6)分为进料室与出料室，进料室与出料室通过隔板下部的通道相连通，热解室(6)出口设有活化室。


4.根据权利要求3所述的燃烧装置，其特征在于，所述第二旋风分离器(8)顶部气相出口分别与热解气喷口、进料流化风室、返料流化风室相连通，第二旋风分离器(8)底部固相出口与半焦活化室(7)顶部的进料口相连通；半焦活化室(7)侧壁与尾部烟道上设置的过热器出口管道相连通。


5.根据权利要求1至4任意一项所述的燃烧装置，其特征在于，所述主燃室(1)自下而上设有一级氧化脱硫区与半焦再燃一级脱硝区；所述第一旋风分离器(2)与尾部烟道连接处依次设置有热解气再燃二级脱硝区和燃尽区；所述第二旋风分离器(8)的气相出口通过热解气喷口与所述热解气再燃二级脱硝区连通。


6.根据权利要求5所述的燃烧装置，其特征在于，所述半焦再燃一级脱硝区设置有至少一个半焦再燃喷口；所述热解气再燃二级脱硝区设置有至少一个热解气喷口；所述燃尽区设置有至少一个燃尽风喷口；所述一级氧化脱硫区底部侧壁设置有石灰石喷口。


7.根据权利要求6所述的燃烧装置，其特征在于，所述热解气喷口还可以布置在所述主燃室中下部，且位于半焦再燃喷口下部；所述燃尽...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋国良，包绍麟，杨召，吕清刚，
申请(专利权)人：中国科学院工程热物理研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11