一种循环流化床锅炉炉内一体化耦合脱硫脱硝的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种循环流化床锅炉炉内一体化耦合脱硫脱硝的方法。
【背景技术】
[0002] 循环流化床（CFB)燃烧技术是近年发展起来的一种新型的清洁燃烧技术，在国内 外得到了广泛应用和大力发展。一方面循环流化床锅炉燃料适应性广，可燃用一般动力煤， 也可燃用洗选下来的煤矸石、洗中煤和煤泥等；另一方面循环流化床锅炉具有燃烧效率高， 炉内高效脱硫，并且氮氧化物（NO x)低排放等环保特性；同时循环流化床锅炉还具有负荷调 节范围大，低负荷稳燃性好，灰渣易于综合利用等优点，因此循环流化床燃烧技术是目前我 国燃煤技术领域内最适用和最现实的高效清洁燃烧技术。但随着《火电厂大气污染物排放 标准》(GB 13223- 2011)实施，绝大部分己投产的CFB机组存在S02、N0x排放难以达标的问 题，特别是无外置床循环流化床锅炉床温控制手段有限，SO 2、N0x的达标排放异常困难。
[0003] 国内CFB锅炉现阶段治理污染物达标排放的方式多样，脱硫方式采用的有湿法脱 硫、半干法脱硫、炉内喷钙脱硫等；脱硝方式采用选择性非催化还原法（SNCR)、选择性催化 还原法（SCR)。目前CFB锅炉脱硫、脱硝实现达标排放主要有以下三种技术：一是采用湿 法脱硫和SCR脱硝改造，其特点是脱硫、脱硝效率高，但初投资和运行成本高；二是采用湿 法脱硫和SNCR脱硝改造，其特点是脱硫、脱硝效率高，但脱硝效率相对SCR偏低；三是采用 炉内喷钙脱硫和SNCR脱硝，其特点是脱硫、脱硝效率高，初投资成本较低，但脱硝效率相对 SCR偏低。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的是为了克服上述缺陷，提供一种循环流化床锅炉炉内一体化耦合脱 硫脱硝的方法，在低成本下，实现CFB锅炉SOjP NO x排放量均小于200mg/m 3的标准。
[0005] 为了实现上述目的，本发明提供了一种循环流化床锅炉炉内一体化耦合脱硫脱硝 的方法，该方法在循环流化床锅炉中实施，沿着烟气的走向，该锅炉包括炉膛、旋风分离器 和尾部烟道，其中，该方法包括：在脱硫剂的存在下，将燃料煤给料至所述炉膛内进行燃烧， 燃烧产生的烟气经过旋风分离器进行气固分离，分离出的烟气流经尾部烟道排出，
[0006] 其中，所述锅炉的运行床温为850_890°C，所述燃料煤的热值不高于3500kcal/ kg，颗粒粒度在Imm以下的比例不高于20 %;所述旋风分离器入口的烟气流速为28-30m/s ;
[0007] 其中，所述脱硫剂通过"多点喷入、多级变径"的方式添加到所述炉膛中，所述"多 点喷入、多级变径"通过如下的方式实现：
[0008] 在旋风分离器下部设置有返料器，所述返料器用于将旋风分离器分离出的物料输 送至炉膛；其中，所述脱硫剂通过两套脱硫剂输送系统输送至炉膛，其中一套输送系统将脱 硫剂通过所述返料器送入炉腾，另一套输送系统将脱硫剂通过用于提供氧量的二次风风口 和/或用于供给燃料煤的给煤口送入炉膛，实现脱硫剂在炉内的均匀给入；并且其中，用于 向返料器中输送脱硫剂的脱硫剂输送系统的输送管路在入炉前由1条分为2_ 3条，用于向 3 CN 104696951 A 说明书 2/5页 提供氧量的二次风风口和/或用于供给燃料煤的给煤口输送脱硫剂的脱硫剂输送系统的 输送管路在入炉前由1条分为2条，再由2条分为4条。
[0009] 优选的，进入炉膛的一次风风量与二次风风量的比例为1:1-1. 5。
[0010] 本发明提供的技术方案，充分挖掘CFB锅炉在清洁燃烧方面的潜力，经过研宄和 应用CFB锅炉炉内一体化耦合脱硫脱硝技术，实现CFB锅炉S02、NOx排放均小于200mg/ m3(折合6%的O2)的目标，满足《火电厂大气污染物排放标准》（GB 13223- 2011)的要求； 同时避免持续高昂的设备和运维费用投入，减轻发电企业的生产经营压力，能够取得良好 的经济效益和社会效益，推动CFB机组产业的健康发展。
[0011] 本发明的其它特征和优点将在随后的【具体实施方式】部分予以详细说明。
【附图说明】
[0012] 附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具 体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：
[0013] 图1是本发明用于向循环流化床锅炉内提供脱硫剂的装置。
[0014] 附图标记说明
[0015] 1脱硫剂粉仓2脱硫剂输送设备3循环流化床锅炉
【具体实施方式】
[0016] 以下结合附图对本发明的【具体实施方式】进行详细说明。应当理解的是，此处所描 述的【具体实施方式】仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
[0017] 本发明中，术语"旋风分离器"为将燃料煤燃烧后产生的烟气中携带的物料分离出 来的设备。其中，分离出来的物料通过密封回料系统送回炉膛继续燃烧，所述密封回料系统 又称为"返料器"，因此，所述"返料器"位于锅炉的炉膛和旋风分离器之间，并位于旋风分离 器下部，将旋风分离器分离出的物料运输至炉膛；
[0018] "一次风"是指用来提供布风板上部料层流态化过程和前期燃烧所需风量的称呼。 分为三路，一路从炉膛底部进入，使床料流化，称为"流化风";一路播散煤进入炉膛，使分布 均勾，同时可密封冷却煤管，称为"播煤风":一路对床下点火油枪提供助燃冷却风，称为"点 火风"；
[0019] "二次风"是指提供炉内后期充分燃烧所需风量的称呼。二次风通过"二次风风门" 进入炉膛；
[0020] "省煤器"是布置在锅炉尾部烟道内加热给水的部件。就是锅炉尾部烟道中将锅炉 给水加热成汽包压力下的饱和水的受热面，由于它吸收了低温烟气的热量，降低了烟气的 排烟温度，节省了能源，提高了效率，所以称之为省煤器。
[0021] 本发明提供了一种循环流化床锅炉炉内一体化耦合脱硫脱硝的方法，该方法在循 环流化床锅炉中实施，沿着烟气的走向，该锅炉包括炉膛、旋风分离器和尾部烟道，其中，该 方法包括：在脱硫剂的存在下，将燃料煤给料至所述炉膛内进行燃烧，燃烧产生的烟气经过 旋风分离器进行气固分离，分离出的烟气流经尾部烟道排出。
[0022] 其中，所述锅炉的运行床温为850-890°C，所述燃料煤的热值不高于3500kcal/ kg，颗粒粒度在Imm以下的比例不高于20%;所述旋风分离器入口的烟气流速为28-30m/s ; 4 CN 104696951 A 说明书 3/5页
[0023] 其中，所述脱硫剂通过"多点喷入、多级变径"的方式添加到所述炉膛中，所述"多 点喷入、多级变径"通过如下的方式实现：
[0024] 在旋风分离器下部设置有返料器，所述返料器用于将旋风分离器分离出的物料输 送至炉膛；其中，所述脱硫剂通过两套脱硫剂输送系统输送至炉膛，其中一套输送系统将脱 硫剂通过所述返料器送入炉膛，另一套输送系统将脱硫剂通过用于提供氧量的二次风风口 和/或用于供给燃料煤的给煤口送入炉膛，实现脱硫剂在炉内的均匀给入；并且其中，用于 向返料器中输送脱硫剂的脱硫剂输送系统的输送管路在入炉前由1条分为2-3条，用于向 提供氧量的二次风风口和/或用于供给燃料煤的给煤口输送脱硫剂的脱硫剂输送系统的 输送管路在入炉前由1条分为2条，再由2条分为4条。
[0025] 本发明的发明人经过研宄发现，制约现役CFB机组锅炉SO^P NO在标排放的主要 因素是CFB锅炉运行床温高，一般为950-980°C左右，偏离炉内脱硫、脱硝的最佳反应温度 区间（850-890°C )，导致脱硫、脱硝效率低。
[0026] 本发明的发明人在研宄中发现，通过控制燃料煤的热值，并减少小于Imm粒径的 细颗粒所占的比例，能够很好地降低流化床的床温，从而能够为有效地脱硫脱硝提供有利 的条件。其中，所述锅炉的运行床温为850-890°C，所述燃料煤的热值不高于3500kcal/kg， 优选为29〇〇-3500kcal/kg，颗粒粒度在Imm以下的重量比例不高于20%。
[0027]另外，旋风分离器的分离效果较差，不能够充分地将固体颗粒从烟气中有效地分 离出来，从而导致炉内循环灰量不足。但现有技术中通常将旋风分离器入口的烟气流速控 制在不大于25m/s的条件下，并且不主张对旋风分离器入口的烟气的流速进行提速。但本 发明的发明人发现，通过将旋风分离器入口的烟气的流速提高至28-30m/s，能够有效地将 锅炉飞灰中位径d 5Q回归至25 μ m以下，并且锅炉飞灰中位径d 5。< 25 μ m时，旋风分离器的 分离效率会得到大大地提高，从而能够对烟气中的固体颗粒有效地分离，对炉内温度进行 降低。
[0028] 并且，脱硫剂在炉膛中不能够均匀分布，用于供给脱硫剂的设备稳定性较差。本发 明的发