自适应近零排放的高效燃烧及尾气处理系统技术方案

本发明专利技术涉及锅炉系统技术领域，具体为一种自适应近零排放的高效燃烧及尾气处理系统，其能够回收烟气热量，减少热量损失，进一步减少烟气中污染物排放量，其包括流化床锅炉本体，所述流化床锅炉本体内设置有炉内脱硫装置，所述流化床锅炉本体的尾部烟道内从上至下顺次设置有高温过热器、低温过热器、省煤器且不设置空气预热器，所述尾部烟道通过脱硝处理烟道连接引风机的进口，所述脱硝处理烟道内设置有脱硝系统，所述引风机的出口连接循环烟道和烟气处理烟道，所述循环烟道通过送风机连接所述流化床锅炉本体，所述烟气处理烟道内设置有脱硫系统、换热装置、碳补集系统，所述换热装置内的换热介质管道开设有低温氧气进口、另一端连接所述循环烟道。接所述循环烟道。接所述循环烟道。

【技术实现步骤摘要】
自适应近零排放的高效燃烧及尾气处理系统


[0001]本技术涉及锅炉系统
，具体为一种自适应近零排放的高效燃烧及尾气处理系统。

技术介绍

[0002]循环流化床锅炉燃料适应性广，锅炉污染物排放低且灰渣综合利用价值较高，在国内外得到了广泛的应用，其尾部受热面布置形式从上到下依次为：高温过热器、低温过热器、省煤器、空预器，一般锅炉烟气自空预器引出后再分别进入除尘器、脱硫塔，由引风机经烟囱排入大气，进入大气的烟气成分主要为N2、CO2、SO2、O2、少量其他气体及粉尘。一般燃煤锅炉出口烟气的排烟温度约130
‑
140℃，其中N2约占71%、CO2约占14%，一台300t/h锅炉其CO2排放约67万吨/年，一台520t/h锅炉其CO2排放约107万吨/年。目前，国内提出了“中国二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和”的环保要求；国内火力发电占全国比例70%以上而锅炉的主要燃料仍为化石燃料煤，为降低整体排放，减少热量损失，锅炉系统亦需要改进。

技术实现思路

[0003]为了解决现锅炉排放难以达到严格的排放标准，锅炉热量损失大的问题，本技术提供了一种高效循环流化床锅炉及尾气处理系统，其能够回收烟气热量，减少热量损失，进一步减少烟气中污染物排放量。
[0004]其技术方案是这样的：一种自适应近零排放的高效燃烧及尾气处理系统，其包括流化床锅炉本体，所述流化床锅炉本体内设置有炉内脱硫装置，其特征在于，所述流化床锅炉本体的尾部烟道内从上至下顺次设置有高温过热器、低温过热器、省煤器且不设置空气预热器，所述尾部烟道通过脱硝处理烟道连接引风机的进口，所述脱硝处理烟道内设置有脱硝系统，所述引风机的出口连接循环烟道和烟气处理烟道，所述循环烟道通过送风机连接所述流化床锅炉本体，所述烟气处理烟道内设置有脱硫系统、换热装置、碳补集系统，所述换热装置内的换热介质管道开设有低温氧气进口、另一端连接所述循环烟道。
[0005]其进一步特征在于，所述脱硝系统包括SCR脱硝反应器和氨气喷注管，所述氨气喷注管通过氨气混合器连接氨气产生系统，所述氨气混合器还通过高压风管道连接所述送风机；
[0006]所述脱硝处理烟道内还设置有除尘器；
[0007]所述低温氧气进口连接光伏/电解制氢系统或工业制气设备；
[0008]所述脱硫系统为半干法脱硫塔。
[0009]采用本技术后，锅炉烟气自尾部烟道引出后再顺次进入脱硝系统、引风机，此后的烟气处理分为两个部分，一部分脱硝后的烟气与经过换热后的高温氧气混合，作为锅炉燃料的助燃气体，经送风机进入炉膛燃烧，回收了部分烟气，减少了烟气热量损失，其余无法返回炉膛燃烧的部分气体则经过尾部脱硫、碳补集等烟气处理设备，最后排入大气的
仅为少量惰性气体、未反应的氧气、部分水气及未捕集完的少量二氧化碳，SO2、NOX等污染物的排放趋近于零，实现更高标准的排放要求。
附图说明
[0010]图1为本技术系统原理图。
具体实施方式
[0011]见图1所示，一种自适应近零排放的高效燃烧及尾气处理系统，其包括流化床锅炉本体1，流化床锅炉本体1内设置有炉内脱硫装置，流化床锅炉本体1的尾部烟道2内从上至下顺次设置有高温过热器、低温过热器、省煤器且不设置空气预热器，尾部烟道2通过脱硝处理烟道3连接引风机4的进口，脱硝处理烟道3内设置有脱硝系统和除尘器5，脱硝系统包括SCR脱硝反应器6和氨气喷注管7，氨气喷注管7通过氨气混合器8连接氨气产生系统，氨气产生系统包括蓄压器9、蒸发器10、氨气液化罐11，引风机4的出口连接循环烟道12和烟气处理烟道13，循环烟道12通过送风机14连接流化床锅炉本体1，氨气混合器8还通过高压风管道18连接送风机14，烟气处理烟道13内设置有半干法脱硫塔15、换热装置16、碳补集系统17，换热装置16内的换热介质管道开设有低温氧气进口、另一端连接循环烟道，低温氧气进口连接光伏/电解制氢系统或工业制气（如氮气）设备，利用系统或设备得到的副产品氧气。
[0012]引风机和送风机均采用耐腐蚀材质。
[0013]流化床锅炉本体1的尾部烟道2内受热面布置形式从上到下依次为：高温过热器、低温过热器、省煤器，并且不设置空预器，锅炉烟气自省煤器后引出再分别进入SCR脱硝反应器6、除尘器5、引风机4，此后的烟气处理分为两个部分：
[0014]一部分经过除尘、脱硝后的烟气与O2混合，使混合气体O2占比21%作为锅炉燃料的助燃气体，经送风机14进入炉膛燃烧。此部分烟气最多可占总烟气量的70%
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75%。其余无法返回炉膛燃烧的部分气体则经过半干法脱硫塔15、碳补集系统17等烟气处理设备，再经烟囱排入大气。在脱硫塔后、碳补集前布置换热装置16，该部分烟气通过换热装置16对掺入锅炉的低温O2进行加热，用于回收烟气的热量、进一步减少量热损失。
[0015]本申请的系统有以下优点：1）大部分烟气作为助燃混合气体进入炉膛后，可使烟气中的SO2、NO
X
在炉膛或脱硝设备中再次反应，等到炉内燃烧新增的SO2、NO
X
与炉内脱硫及尾部脱硝系统中除掉的量相当，则整个系统中的SO2、NO
X
达到一个量的平衡
‑
即自适应平衡。循环烟气余热再次进入锅炉系统从而减少了锅炉的排烟热量损失，原此部分热量均直接排入大气；2）剩下小部分抽出的烟气到尾部烟气治理系统的量与补充到循环燃烧的氧气的量要基本匹配，维持整个系统的平衡，其基本原理为：脱除的二氧化碳的摩尔量与补充进系统的氧的摩尔量相匹配，可通过循环进入炉膛燃烧的烟气中的氧含量来进行控制；氧含量可以根据燃烧情况自由调配，可以进行富氧燃烧。3）由于大部分烟气的循环燃烧配合炉内脱硫，进入尾部脱硫设备的烟气比较小，且其中SO2的浓度也比较低，锅炉可采用半干法脱硫进行，相比湿法脱硫可大大节约投资及水、电资源消耗，另外进入尾部脱硫的烟气仅为小部分烟气，约为20%
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25%，SO2总量减少也可节约脱硫设备运行成本；4）通过烟气处理的碳补集设备对燃料产生的CO2进行处理，同时可除去烟气中的干法脱硫后的微量遗留SO2、NO
X
，所以整套系统最终排放仅为少量惰性气体、未反应的氧气、部分水气及未捕集完的少量二氧化
碳，SO2、NOX等污染物的排放趋近于零。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种自适应近零排放的高效燃烧及尾气处理系统，其包括流化床锅炉本体，所述流化床锅炉本体内设置有炉内脱硫装置，其特征在于，所述流化床锅炉本体的尾部烟道内从上至下顺次设置有高温过热器、低温过热器、省煤器且不设置空气预热器，所述尾部烟道通过脱硝处理烟道连接引风机的进口，所述脱硝处理烟道内设置有脱硝系统，所述引风机的出口连接循环烟道和烟气处理烟道，所述循环烟道通过送风机连接所述流化床锅炉本体，所述烟气处理烟道内设置有脱硫系统、换热装置、碳补集系统，所述换热装置内的换热介质管道开设有低温氧气进口、另一端连接所述循环烟道。2.根据权利要求1所述的一种自适应...

【专利技术属性】
技术研发人员：钱军，顾全斌，李培，
申请(专利权)人：无锡华光环保能源集团股份有限公司，
类型：新型
国别省市：