循环流化床锅炉深度脱硫系统技术方案

本实用新型专利技术公开了循环流化床锅炉深度脱硫系统。该系统包括依次连接的循环流化床锅炉、电除尘器、半干法脱硫塔和布袋除尘器，以及自动控制单元，其中，自动控制单元适于根据炉内温度检测装置、第一烟气成分检测装置、塔内温度检测装置和第二烟气成分检测装置的实际检测数据，并结合包括循环流化床锅炉煤质燃料参数、循环流化床锅炉的运行负荷、预设的净化烟气品质和预设的半干法脱硫塔工作温度在内的理论数据，实时调节炉内脱硫剂的给料量、炉外脱硫剂的给料量和喷淋水的供给量。采用该系统可以快速适应入炉煤质燃料的变化、大幅降低脱硫剂的整体消耗、提升脱硫效率及效果，实现系统脱硫的经济运行和超低硫排放。系统脱硫的经济运行和超低硫排放。系统脱硫的经济运行和超低硫排放。

【技术实现步骤摘要】
循环流化床锅炉深度脱硫系统


[0001]本技术属于化工领域，具体而言，涉及循环流化床锅炉深度脱硫系统。

技术介绍

[0002]循环流化床(CFB)技术是一种燃料适应性广、低温强化燃烧、污染控制成本低以及负荷调节范围大的清洁燃烧技术，近几十年来在我国得到了快速的发展，尤其在低热值燃料利用中，CFB燃烧技术具有无可比拟的优势。通过向CFB锅炉炉膛内加入一定粒径的石灰石，可实现炉内对于SO2的有效脱除，在适合炉膛温度下，CFB锅炉的炉内脱硫效率可超过80％。近年来，随着我国环保标准的不断严格，新的大气污染物排放标准的发布以及超低排放要求的实施，国内绝大部分地区要求所有燃煤机组执行SO2排放浓度分别不高于35mg/m3的超低排放要求，CFB锅炉的环保压力和环保成本也随之增加，仅通过炉内脱硫已很难达到SO2超低排放的要求。

技术实现思路

[0003]本技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本技术的一个目的在于提出循环流化床锅炉深度脱硫系统，以实时监测系统运行过程中的温度条件及烟气中的SO2等烟气成分，自动调整炉内脱硫剂的给料量、尾部半干法脱硫塔的喷水量和脱硫剂给料量，达到快速适应入炉煤质燃料的变化、大幅降低脱硫剂的整体消耗、提升脱硫效率及效果和脱硫经济性的目的。
[0004]本申请主要是基于以下问题提出的：
[0005]炉内
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炉外耦合的深度脱硫工艺是实现SO2超低排放的必然选择，但循环流化床锅炉燃用的煤质燃料一般较差，同时燃料并不固定，主要体现在燃料中硫含量较高，并且燃料中硫含量波动性很大，这也导致了循环流化床锅炉在实际运行过程中烟气中SO2的排放浓度不仅较高，而且SO2排放浓度的波动非常剧烈，大大增加了实现SO2超低排放的控制难度。在实际工程中为了确保循环流化床锅炉最终的SO2排放满足低于35mg/m3的超低排放要求，脱硫设备的设计和建设就必须留有足够的余量，在脱硫装置运行过程中也会投入足够余量的脱硫剂。因此，近年来循环流化床锅炉的脱硫装置建设成本大幅度提高，而且脱硫剂的消耗量大幅度增加，脱硫运行成本提高，以及由于脱硫剂大量投入引起的NOx排放增加、锅炉受热面积灰严重等问题，急需要对循环流化床锅炉炉内
‑
炉外耦合深度脱硫的方式进行优化。
[0006]为此，根据本技术的一个方面，本技术提出了一种循环流化床锅炉深度脱硫系统。根据本技术的实施例，该系统包括：
[0007]循环流化床锅炉，所述循环流化床锅炉包括炉膛，所述炉膛下部设有炉内脱硫剂进口，所述炉内脱硫剂进口通过炉内脱硫剂给料器与炉内脱硫剂储仓相连，所述炉膛上部设有炉内温度检测装置；
[0008]电除尘器，所述电除尘器包括炉内烟气进口和电除尘烟气出口，所述炉内烟气进
口与所述循环流化床锅炉的烟气出口相连，所述电除尘烟气出口处设有第一烟气成分检测装置；
[0009]半干法脱硫塔，所述半干法脱硫塔的下部设有电除尘烟气进口和喷淋水进口，所述电除尘烟气进口通过烟道与所述电除尘烟气出口相连，所述烟道邻近所述电除尘烟气进口的一侧设有炉外脱硫剂进口，所述炉外脱硫剂进口通过炉外脱硫剂给料器与炉外脱硫剂储仓相连，所述喷淋水进口处设有喷水调节阀，所述半干法脱硫塔上部设有塔内温度检测装置；
[0010]布袋除尘器，所述布袋除尘器包括塔内烟气进口、净化烟气出口和脱硫产物出口，所述塔内烟气进口与所述半干法脱硫塔的烟气出口相连，所述净化烟气出口处设有第二烟气成分检测装置；
[0011]自动控制单元，所述自动控制单元与所述炉内脱硫剂给料器、所述炉内温度检测装置、所述第一烟气成分检测装置、所述炉外脱硫剂给料器、所述喷水调节阀、所述塔内温度检测装置和所述第二烟气成分检测装置相连；
[0012]其中，所述自动控制单元适于根据所述炉内温度检测装置、所述第一烟气成分检测装置、所述塔内温度检测装置和所述第二烟气成分检测装置的实际检测数据，并结合包括所述循环流化床锅炉煤质燃料参数、所述循环流化床锅炉的运行负荷、预设的净化烟气品质和预设的半干法脱硫塔工作温度在内的理论数据，实时调节炉内脱硫剂的给料量、炉外脱硫剂的给料量和喷淋水的供给量。
[0013]专利技术人发现，循环流化床锅炉在不同运行负荷下采用的运行方式也不相同，由于循环流化床锅炉使用的煤质燃料经常会发生变化，在先运行阶段或在先使用的煤质燃料不一定适用于在后运行或在后使用的煤质燃料的经济性和低硫排放，且在运行负荷发生变化时也很难在满足烟气排放需求的前提下实现整个系统的经济运行，采用经验运行的方式很难使整个系统始终维持经济性和低硫排放，本技术上述实施例的循环流化床锅炉深度脱硫系统在循环流化床锅炉炉内
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炉外脱硫工艺的基础上，通过实时监测炉膛温度、烟气成分(包括O2浓度、CO浓度、SO2浓度)，采用精确运行策略来实时调整循环流化床锅炉炉内脱硫剂(如石灰石)的投入量，控制炉内脱硫的效率和锅炉出口烟气中SO2的排放浓度；同时，采用精确运行策略来实时调整半干法脱硫塔的喷水量、炉外脱硫剂(即塔内脱硫剂，如消石灰)投入量，控制半干法脱硫塔中的脱硫效率和最终排放的净化烟气中的SO2排放浓度，不仅能够提升循环流化床锅炉炉内脱硫和炉外半干法脱硫的整体效率，提升脱硫剂的利用率，还能降低脱硫的运行成本，并适应多变燃料条件和不同运行负荷条件下的经济运行。综上，该系统不仅简单可靠，还能快速适应入炉煤质燃料的变化、大幅降低脱硫剂的整体消耗、提升脱硫效率和效果以及脱硫经济性，始终维持整个系统的低成本运行并满足烟气中SO2浓度的超低排放要求。
[0014]另外，根据本技术上述实施例的循环流化床锅炉深度脱硫系统还可以具有如下附加的技术特征：
[0015]任选地，所述自动控制单元适于采集所述循环流化床锅炉深度脱硫系统运行过程中的历史运行数据，并结合所述理论数据和实时检测数据对炉内脱硫剂给料量、炉外脱硫剂给料量和喷淋水供给量进行修正、优化和调节，其中，所述历史运行数据包括历史检测数据和对应的历史调节参数。
[0016]任选地，所述自动控制单元适于根据所述历史运行数据和所述理论数据进行模拟并预判在不同煤质燃料参数、不同运行负荷、不同反应温度、不同炉内脱硫剂给料量、不同炉外脱硫剂给料量条件下获得的电除尘烟气成分和净化烟气成分，并基于实时检测数据确定炉内脱硫剂、炉外脱硫剂和喷淋水的最佳用量。
[0017]任选地，循环流化床锅炉深度脱硫系统还包括脱硫产物储仓，且所述烟道邻近所述电除尘烟气进口的一侧设有脱硫产物进口，所述脱硫产物出口与所述脱硫产物储仓和所述脱硫产物进口相连。
[0018]任选地，所述炉内温度检测装置和所述塔内温度检测装置分别独立地为温度传感器或热电偶。
[0019]任选地，所述炉内脱硫剂给料器和所述炉外脱硫剂给料器分别独立地为星型给料器或旋转式给料器。
[0020]本技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本技术的实本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种循环流化床锅炉深度脱硫系统，其特征在于，包括：循环流化床锅炉，所述循环流化床锅炉包括炉膛，所述炉膛下部设有炉内脱硫剂进口，所述炉内脱硫剂进口通过炉内脱硫剂给料器与炉内脱硫剂储仓相连，所述炉膛上部设有炉内温度检测装置；电除尘器，所述电除尘器包括炉内烟气进口和电除尘烟气出口，所述炉内烟气进口与所述循环流化床锅炉的烟气出口相连，所述电除尘烟气出口处设有第一烟气成分检测装置；半干法脱硫塔，所述半干法脱硫塔的下部设有电除尘烟气进口和喷淋水进口，所述电除尘烟气进口通过烟道与所述电除尘烟气出口相连，所述烟道邻近所述电除尘烟气进口的一侧设有炉外脱硫剂进口，所述炉外脱硫剂进口通过炉外脱硫剂给料器与炉外脱硫剂储仓相连，所述喷淋水进口处设有喷水调节阀，所述半干法脱硫塔上部设有塔内温度检测装置；布袋除尘器，所述布袋除尘器包括塔内烟气进口、净化烟气出口和脱硫产物出口，所述塔内烟气进口与所述半干法脱硫塔的烟气出口相连，所述净化烟气出口处设有第二烟气成分检测装置；自动控制单元，所述自动控制单元与所述炉内脱硫剂给料器、所述炉内温度检测装置、所述第一...

【专利技术属性】
技术研发人员：周托，刘青，李怡然，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：新型
国别省市：