一种循环流化床锅炉半干式脱硫系统及方法
【专利摘要】一种循环流化床锅炉半干式脱硫系统及方法，属于烟气净化【技术领域】。本发明以生石灰为原料制备脱硫剂浆液，浆液与锅炉底渣或者循环灰在锅炉整体系统内混合并送入炉膛进行脱硫，实现脱硫系统与锅炉的紧凑整合。脱硫系统包括脱硫剂浆液制备系统与脱硫剂加入系统。采用生石灰制备的脱硫剂实现了微米级脱硫剂颗粒的制备，通过浆液与底渣或者循环灰的快速混合，附着于底渣或者循环灰的表面，可有效延长脱硫剂在流化床锅炉内的停留时间，从而提高钙利用率，具有节省脱硫剂原料用量的优势。同现有循环流化床锅炉炉内直接喷入脱硫剂的方法相比较，本发明具有高效脱除含硫气体的优点，且结构紧凑，可方便用于实际工业过程。
【专利说明】一种循环流化床锅炉半干式脱硫系统及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种燃烧设备烟气的净化方法及装置，特别涉及一种循环流化床锅炉半干式脱硫系统及方法，属于烟气净化【技术领域】。
【背景技术】
[0002]燃烧设备产生的大量污染物(诸如硫氧化物、氮氧化物以及粉尘等)对大气环境和人类身体健康产生巨大危害。燃煤设备的污染物脱除问题已经受到全社会的高度重视。全球燃煤量逐年增加的趋势仍表现非常明显，但是各个国家不断制定出更加严格的排放法规以实现排放总量的控制。对于所有燃煤企业而言，已经或必将面临更加严峻的污染物减排投入问题，其中以清洁煤燃烧为优势的循环流化床锅炉也将面临同样的局面。在以往污染物排放限制较低的情况下，循环流化床锅炉通过炉内喷入石灰石脱硫剂的方式，即可方便地实现脱硫的目的，且在喷入脱硫剂量不大的情况下，可满足当地的环保法规。但是，随着环保法规的日益严格，需要大量的脱硫剂喷入到循环流化床锅炉的燃烧室内以满足环保要求。由于喷入到流化床锅炉燃烧室内的石灰石脱硫剂颗粒粒径比较大(基本与循环流化床物料粒径相当)，多为100 μ m以上的颗粒，与含硫气体反应后，脱硫产物(主要以CaSO4为主)的摩尔体积较CaO大，导致颗粒表面的孔隙堵塞，影响了其内部未发生反应的钙基脱硫剂进一步利用，从而导致比较低的钙利用率。因此，为实现较高的脱硫效率，必须提高其Ca/S，也就是需要加入更多的钙基脱硫剂才能实现较高的脱硫效率，造成了大量的钙基脱硫剂原料浪费。而如果采用粒径较细的脱硫剂原料，不仅原料价格昂贵，且在循环流化床锅炉内因为难以被现有旋风分离器分离下来，缩短了其在床内的停留时间，也会导致钙利用率低的问题。中国专利201310369735.7公布了一种干式循环流化床锅炉脱硫系统与方法，在干式脱硫剂制备过程中采用了外部真空脱水的方法制备了干态脱硫剂。
[0003]鉴于循环流化床锅炉大规模应用所面临的高效脱硫需求，开发高效、低投资与运行维护费用的脱硫技术是广大环境工作者的努力方向。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是实现一种工艺简单、结构紧凑、高效脱硫的循环流化床锅炉半干式脱硫系统及方法。通过该方法可实现脱硫剂制备与锅炉整体系统的紧密结合，节省脱硫系统占地，节约脱硫剂脱水过程的能耗，具有更好的应用前景。
[0005]本发明的目的是通过如下技术方案实现的:
[0006]本发明的第一种技术方案:一种循环流化床锅炉半干式脱硫系统，所述系统包括循环流化床锅炉炉膛、气固分离器、循环灰回料装置和排渣控制阀门，其特征在于:所述系统还包括脱硫剂浆液制备系统与脱硫剂加入系统；所述的脱硫剂浆液制备系统包括制浆池、浆液储存装置和浆液泵，制浆池设有生石灰入口和加水口，浆液储存装置的入口与制浆池的浆液出口通过阀门和管道连接，浆液泵的入口与浆液储存装置通过管道连接；所述的脱硫剂加入系统包括混合器、脱硫剂料仓和脱硫剂输送装置，浆液泵以及排渣控制阀门与混合器通过管道相连，混合器出口与脱硫剂料仓进口连接，脱硫剂输送装置的进口与脱硫剂料仓相连，脱硫剂输送装置的出口与循环流化床锅炉炉膛相连。
[0007]上述技术方案中，所述的混合器为回转式或内搅拌式混合器。所述的脱硫剂输送装置采用提升机、皮带输送装置或气力输送装置。
[0008]本发明的第二种技术方案是:一种循环流化床锅炉半干式脱硫系统，所述系统包括循环流化床锅炉炉膛、气固分离器、循环灰回料装置和排渣控制阀门，其特征在于:所述系统还包括脱硫剂浆液制备系统与脱硫剂加入系统；所述的脱硫剂浆液制备系统包括制浆池、浆液储存装置和浆液泵，制浆池设有生石灰入口和加水口，浆液储存装置的入口与制浆池的浆液出口通过阀门和管道连接，浆液泵的入口与浆液储存装置通过管道连接；所述的脱硫剂加入系统是将浆液泵的出口通过管道与循环灰回料装置直接相连。
[0009]本发明提供的一种循环流化床锅炉半干式脱硫方法，其特征在于该方法包括如下步骤:
[0010]I)将生石灰料和水分别通过生石灰入口和加水口加入至制浆池内，进行搅拌形成浆液；控制生石灰料与水的质量比为1:1?1:4 ;
[0011]2)所制备的浆液送入至浆液储存装置；
[0012]3)脱硫剂浆液通过浆液泵送入混合器，与通过排渣控制阀门排出锅炉炉膛的底渣混合，经过底渣所带来热量将脱硫剂浆液干燥脱水后，脱硫剂物料送入至脱硫剂料仓，再通过脱硫剂输送装置送入循环流化床锅炉炉膛，进行脱硫反应。
[0013]本发明提供的另一种循环流化床锅炉半干式脱硫方法，其特征在于该方法包括如下步骤:
[0014]I)将生石灰料和水分别通过生石灰入口和加水口加入至制浆池内，进行搅拌形成浆液；控制生石灰料与水的质量比为1:1?1:4 ;
[0015]2)所制备的浆液送入至浆液储存装置；
[0016]3)通过浆液泵将脱硫剂浆液直接送入循环灰回料装置，然后随循环灰进入循环流化床锅炉炉膛，进行脱硫反应。
[0017]本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果:①高效性:采用了生石灰制备的脱硫剂实现了微米级脱硫剂颗粒快速附着于底渣或者循环灰的表面，增加其在锅炉内的停留时间，从而提高钙利用率；同时高温底渣或循环灰有利于脱硫剂浆液中的Ca(OH)2分解，在脱硫剂颗粒内部形成大量的孔隙，相较于炉膛内部Ca(OH)2分解过程，由于炉内Ca (OH) 2分解与脱硫同时进行，表面生成的CaSO4产物形成致密产物层，影响内部Ca (OH) 2的分解与脱硫反应，采用本系统与方法可进一步提高钙利用率，具有节省脱硫剂原料用量的明显优势；②系统易实现:脱硫剂制备过程与锅炉整体系统紧密结合，脱硫剂制备系统可放置于锅炉近处或底部空间，与锅炉形成紧凑连接，减小了系统占地；通过底渣或循环灰所携带的锅炉燃煤所释放的热量进行水分的脱除，从脱水原理上与真空吸滤或者间接干燥方式存在差异，本方法更加节省脱水用能，且可实现充分的钙基脱硫剂与底渣或者循环灰混合过程，保证了本系统的便利实施与长期稳定运行优势。本发明工艺简单，结构紧凑，投资及运行维护费用较低，脱硫效率高，可用于循环流化床锅炉的实际脱硫过程。
【专利附图】
【附图说明】[0018]图1为本发明的第一种技术方案的实施例的结构原理不意图。
[0019]图2为本发明的第一种技术方案的实施例的结构原理示意图。
[0020]图中:1_循环流化床锅炉炉膛；2_气固分离器；3_循环灰回料装置；4_排渣控制阀门；5_混合器；6_脱硫剂料仓；7_脱硫剂输送装置；8_制浆池；9_生石灰入口 ；10_加水口 ； 11-浆液储存装置；12-浆液泵。
【具体实施方式】
[0021]下面结合附图进一步说明本发明的结构及工作过程。
[0022]图1为本发明提供一种循环流化床锅炉半干式脱硫系统及方法实施例的结构原理示意图，所述系统包括循环流化床锅炉炉膛1、气固分离器2、循环灰回料装置3、排渣控制阀门4、脱硫剂浆液制备系统与脱硫剂加入系统；所述的脱硫剂浆液制备系统包括制浆池8、浆液储存装置11和浆液泵12，制浆池8设有生石灰入口 9和加水口 10，浆液储存装置11的入口与制浆池8的浆液出口通过阀门和管道连接，浆液泵12的入口与浆液储存装置11通过管道连接；所述的脱硫剂加入系统包括混合器5、脱硫剂料仓6和脱硫剂输送装置7，浆液泵12以及排渣控制阀门4与混合器5通过管道相连，混合器5出口与脱硫剂料仓6进口连接，脱硫剂输送装置7的进口与脱硫剂料仓6相连，硫剂输送装置的出口与循环流化床锅炉炉膛I相连。所述的混合器5为回转式或内搅拌式混合器。所述的脱硫剂输送装置采用提升机、皮带输送装置或气力输送装置。
[0023]采用上述系统的循环流化床锅炉半干式脱硫方法，包括如下步骤:
[0024]I)将生石灰料和水分别通过生石灰入口 9和加水口 10加入至制浆池8内，进行搅拌形成浆液；控制生石灰料与水的质量比为1:1?1:4 ;
[0025]2)所制备的浆液送入至浆液储存装置11 ；
[0026]3)脱硫剂浆液通过浆液泵12送入混合器5，与通过排渣控制阀门4排出锅炉炉膛的底渣混合，经过底渣所带来热量将脱硫剂浆液干燥脱水后，脱硫剂物料送入至脱硫剂料仓6，再通过脱硫剂输送装置7送入循环流化床锅炉炉膛1，进行脱硫反应。
[0027]图2为本发明提供另一种循环流化床锅炉半干式脱硫系统与方法的实施例的结构原理示意图，所述系统包括循环流化床锅炉炉膛1、气固分离器2、循环灰回料装置3、排渣控制阀门4、脱硫剂浆液制备系统与脱硫剂加入系统；所述的脱硫剂浆液制备系统包括制浆池8、浆液储存装置11和浆液泵12，制浆池8设有生石灰入口 9和加水口 10，浆液储存装置11的入口与制浆池8的浆液出口通过阀门和管道连接，浆液泵12的入口与浆液储存装置11通过管道连接；所述的脱硫剂加入系统为浆液泵12与循环灰回料装置3通过管道相连。
[0028]采用如图2所述系统的循环流化床锅炉半干式脱硫方法，包括如下步骤:
[0029]I)将生石灰料和水分别通过生石灰入口 9和加水口 10加入至制浆池8内，进行搅拌形成浆液；控制生石灰料与水的质量比为1:1?1:4 ;
[0030]2)所制备的浆液送入至浆液储存装置11 ；
[0031]3)通过浆液泵12将脱硫剂浆液直接送入循环灰回料装置3，然后随循环灰进入循环流化床锅炉炉膛1，进行脱硫反应。
【权利要求】
1.一种循环流化床锅炉半干式脱硫系统，所述系统包括循环流化床锅炉炉膛(I)、气固分离器(2)、循环灰回料装置(3)和排渣控制阀门(4)，其特征在于:所述系统还包括脱硫剂浆液制备系统与脱硫剂加入系统；所述的脱硫剂浆液制备系统包括制浆池(8)、浆液储存装置(11)和浆液泵(12)，制浆池(8)设有生石灰入口(9)和加水口( 10)，浆液储存装置(11)的入口与制浆池(8)的浆液出口通过阀门和管道连接，浆液泵(12)的入口与浆液储存装置(11)通过管道连接；所述的脱硫剂加入系统包括混合器(5)、脱硫剂料仓(6)和脱硫剂输送装置(7)，浆液泵(12)以及排渣控制阀门(4)与混合器(5)通过管道相连，混合器(5)出口与脱硫剂料仓(6)进口连接，脱硫剂输送装置(7)的进口与脱硫剂料仓(6)相连，脱硫剂输送装置出口与循环流化床锅炉炉膛(I)相连。
2.如权利要求1所述的一种循环流化床锅炉半干式脱硫系统，其特征在于:所述的混合器(5)为回转式或内搅拌式混合器。
3.如权利要求1所述的一种循环流化床锅炉半干式脱硫系统，其特征在于:所述的脱硫剂输送装置(7 )采用提升机、皮带输送装置或气力输送装置。
4.一种循环流化床锅炉半干式脱硫系统，所述系统包括循环流化床锅炉炉膛(I)、气固分离器(2)、循环灰回料装置(3)和排渣控制阀门(4)，其特征在于:所述系统还包括脱硫剂浆液制备系统与脱硫剂加入系统；所述的脱硫剂浆液制备系统包括制浆池(8)、浆液储存装置(11)和浆液泵(12 )，制浆池(8 )设有生石灰入口( 9 )和加水口( 10 )，浆液储存装置(11)的入口与制浆池(8)的浆液出口通过阀门和管道连接，浆液泵(12)的入口与浆液储存装置(11)通过管道连接；所述的脱硫剂加入系统是将浆液泵(12)的出口通过管道与循环灰回料装置(3)直接相连。
5.采用如权利要求1所述系统的一种循环流化床锅炉半干式脱硫方法，其特征在于该方法包括如下步骤: 1)将生石灰料和水分别通过生石灰入口(9)和加水口(10)加入至制浆池(8)内，进行搅拌形成浆液；控制生石灰料与水的质量比为1:1?1:4 ; 2)所制备的浆液送入至浆液储存装置(11)； 3)脱硫剂浆液通过浆液泵(12)送入混合器(5)，与通过排渣控制阀门(4)排出锅炉炉膛的底渣混合，经过底渣所带来热量将脱硫剂浆液干燥脱水后，脱硫剂物料送入至脱硫剂料仓(6)，再通过脱硫剂输送装置(7)送入循环流化床锅炉炉膛(I )，进行脱硫反应。
6.采用如权利要求4所述系统的一种循环流化床锅炉半干式脱硫方法，其特征在于该方法包括如下步骤: 1)将生石灰料和水分别通过生石灰入口(9)和加水口(10)加入至制浆池(8)内，进行搅拌形成浆液；控制生石灰料与水的质量比为1:1?1:4 ; 2)所制备的浆液送入至浆液储存装置(11)； 3)通过浆液泵(12)将脱硫剂浆液直接送入循环灰回料装置(3)，然后随循环灰进入循环流化床锅炉炉膛(I )，进行脱硫反应。
【文档编号】F23C10/18GK103712207SQ201310739260
【公开日】2014年4月9日 申请日期:2013年12月26日 优先权日:2013年12月26日
【发明者】由长福 申请人:清华大学