一種循環(huán)流化床鍋爐脫硫系統(tǒng)及方法
【專利摘要】一種循環(huán)流化床鍋爐脫硫系統(tǒng)及方法，屬于煙氣凈化【技術(shù)領(lǐng)域】。本發(fā)明以循環(huán)流化床鍋爐循環(huán)灰和生石灰為原料制備脫硫劑漿液，脫水后的脫硫劑物料輸送至流化床鍋爐爐膛內(nèi)進(jìn)行脫硫。脫硫系統(tǒng)包括循環(huán)灰冷卻器所、制漿池、循環(huán)灰加入裝置、生石灰料加入裝置、水力旋流器、真空過濾器和脫硫劑儲存裝置。采用循環(huán)灰與生石灰制備的脫硫劑實(shí)現(xiàn)了微米級脫硫劑顆粒附著于循環(huán)灰的表面，在保證可被循環(huán)流化床鍋爐氣固分離器分離下來的前提下，增加其在鍋爐內(nèi)的停留時間，從而提高鈣利用率，具有節(jié)省脫硫劑原料用量的優(yōu)勢。同現(xiàn)有循環(huán)流化床鍋爐爐內(nèi)直接噴入脫硫劑的方法相比較，本發(fā)明具有高效脫除含硫氣體的優(yōu)點(diǎn)，可方便用于實(shí)際工業(yè)過程。
【專利說明】一種循環(huán)流化床鍋爐脫硫系統(tǒng)及方法【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種燃燒設(shè)備煙氣的凈化方法及裝置，特別涉及一種循環(huán)流化床鍋爐脫硫系統(tǒng)及方法，屬于煙氣凈化【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]燃燒設(shè)備產(chǎn)生的大量污染物(諸如硫氧化物、氮氧化物以及粉塵等)對大氣環(huán)境和人類身體健康產(chǎn)生巨大危害。燃煤設(shè)備的污染物脫除問題已經(jīng)受到全社會的高度重視。全球燃煤量逐年增加的趨勢仍表現(xiàn)非常明顯，但是各個國家不斷制定出更加嚴(yán)格的排放法規(guī)以實(shí)現(xiàn)排放總量的控制。對于所有燃煤企業(yè)而言，已經(jīng)或必將面臨更加嚴(yán)峻的污染物減排投入問題，其中以清潔煤燃燒為優(yōu)勢的循環(huán)流化床鍋爐也將面臨同樣的局面。在以往污染物排放限制較低的情況下，循環(huán)流化床鍋爐通過爐內(nèi)噴入石灰石脫硫劑的方式，即可方便地實(shí)現(xiàn)脫硫的目的，且在噴入脫硫劑量不大的情況下，可滿足當(dāng)?shù)氐沫h(huán)保法規(guī)。但是，隨著環(huán)保法規(guī)的日益嚴(yán)格，需要大量的脫硫劑噴入到循環(huán)流化床鍋爐的燃燒室內(nèi)以滿足環(huán)保要求。由于噴入到流化床鍋爐燃燒室內(nèi)的石灰石脫硫劑顆粒粒徑比較大(基本與循環(huán)流化床物料粒徑相當(dāng))，多為100 μ m以上的顆粒，與含硫氣體反應(yīng)后，脫硫產(chǎn)物(主要以CaS04為主)的摩爾體積較CaO大，導(dǎo)致顆粒表面的孔隙堵塞，影響了其內(nèi)部未發(fā)生反應(yīng)的鈣基脫硫劑進(jìn)一步利用，從而導(dǎo)致比較低的鈣利用率。因此，為實(shí)現(xiàn)較高的脫硫效率，必須提高其Ca/S，也就是需要加入更多的鈣基脫硫劑才能實(shí)現(xiàn)較高的脫硫效率，造成了大量的鈣基脫硫劑原料浪費(fèi)。而如果采用粒徑較細(xì)的脫硫劑原料，不僅原料價格昂貴，且在循環(huán)流化床鍋爐內(nèi)因?yàn)殡y以被現(xiàn)有旋風(fēng)分離器分離下來，縮短了其在床內(nèi)的停留時間，也會導(dǎo)致鈣利用率低的問題。
[0003]鑒于循環(huán)流化床鍋爐大規(guī)模應(yīng)用所面臨的高效脫硫需求，開發(fā)高效、低投資與運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用的脫硫技術(shù)是廣大環(huán)境工作者的努力方向。`
【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是實(shí)現(xiàn)一種高效脫硫、工藝簡單的循環(huán)流化床鍋爐脫硫方法及系統(tǒng)。
[0005]本發(fā)明的目的是通過如下方法實(shí)現(xiàn)的:一種循環(huán)流化床鍋爐脫硫系統(tǒng)包括循環(huán)流化床鍋爐爐膛、氣固分離器和脫硫劑加入裝置，其特征在于:所述系統(tǒng)還包括循環(huán)灰冷卻器以及脫硫劑快速制備系統(tǒng)；所述的脫硫劑快速制備系統(tǒng)包括制漿池、循環(huán)灰加入裝置、生石灰料加入裝置、水力旋流器、真空過濾器和脫硫劑儲存裝置；循環(huán)流化床鍋爐爐膛或者氣固分離器的下部通過管道和循環(huán)灰排料控制器與循環(huán)灰冷卻器進(jìn)口連接，循環(huán)灰冷卻器出口通過循環(huán)灰輸送裝置與循環(huán)灰加入裝置連接；所述的制漿池進(jìn)口分別與循環(huán)灰加入裝置、生石灰料加入裝置以及脫硫劑補(bǔ)水管相連；水力旋流器頂部液體出口與制漿池進(jìn)口相連，水力旋流器底部漿液出口與真空過濾器進(jìn)口相連，真空過濾器排水口與制漿池入口相連；制漿池的漿液排出口通過管道和漿液泵與水力旋流器的入口相連；真空過濾器的固體物料排出口與脫硫劑儲存裝置連接，脫硫劑儲存裝置通過脫硫劑輸送裝置與脫硫劑加入裝置相連。
[0006]所述的一種循環(huán)流化床鍋爐脫硫系統(tǒng)，其特征在于:所述的脫硫系統(tǒng)包括兩個以上制漿池，每個制漿池單獨(dú)配置漿液泵、水力旋流器和真空過濾器，或共用漿液泵、水力旋流器和真空過濾器。
[0007]所述的一種循環(huán)流化床鍋爐脫硫系統(tǒng)，其特征在于:所述的循環(huán)灰加入裝置包括循環(huán)灰料倉、循環(huán)灰稱重與質(zhì)量控制器和循環(huán)灰加料切換裝置；生石灰料加入裝置包括生石灰料倉、生石灰稱重與質(zhì)量控制器和生石灰加料切換裝置；脫硫劑儲存裝置包括脫硫劑中儲倉和脫硫劑稱重與質(zhì)量控制器。
[0008]所述的一種循環(huán)流化床鍋爐脫硫系統(tǒng)，其特征在于:循環(huán)灰輸送裝置和脫硫劑輸送裝置采用提升機(jī)、皮帶輸送裝置、氣動輸送裝置或機(jī)動車輸送裝置。
[0009]本發(fā)明所述的一種循環(huán)流化床鍋爐脫硫方法，其特征在于該方法包括如下步驟:
[0010]I)從循環(huán)流化床鍋爐爐膛或者氣固分離器下部排出的一部分循環(huán)灰經(jīng)循環(huán)灰排料控制器送入循環(huán)灰冷卻器，冷卻至O?IOOoC,之后由循環(huán)灰輸送裝置送入循環(huán)灰加入裝置；
[0011]2)將循環(huán)灰、生石灰料和水送至制漿池一起進(jìn)行攪拌形成漿液；控制循環(huán)灰物料質(zhì)量與生石灰料的質(zhì)量比為1:1?4:1 ;
[0012]3)所制備的漿液經(jīng)漿液泵進(jìn)入水力旋流器和真空過濾器進(jìn)行脫水，形成固體脫硫劑物料并送入至脫硫劑中儲倉，從漿液中脫除的水分重新送回至制漿池；
[0013]4)固體脫硫劑物料由脫硫劑輸送裝置和脫硫劑加入裝置加入到循環(huán)流化床鍋爐爐膛內(nèi)，與煙氣中的含硫組分反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)脫硫的目的；
[0014]5)制漿池通過脫硫劑補(bǔ)水管補(bǔ)充脫硫劑制備過程中所消耗的水分；
[0015]6)當(dāng)系統(tǒng)設(shè)置多個制漿池時，通過生石灰加料切換裝置給需要石灰石的制漿池加入物料，通過循環(huán)灰加料切換裝置給需要循環(huán)灰的制漿池加入物料，實(shí)現(xiàn)交替制漿。
[0016]本發(fā)明所述方法，其特征在于:制漿池所制備的漿液經(jīng)過水力旋流器以及真空過濾器實(shí)現(xiàn)液固分離，進(jìn)入脫硫劑加入裝置的固體脫硫劑物料質(zhì)量含水量為O?10%。
[0017]本發(fā)明所述方法，其特征在于:固體脫硫劑物料加入到循環(huán)流化床鍋爐爐膛的方式采用絞龍加入、壓縮空氣加入或者與燃煤混合加入。
[0018]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)及有益效果:①高效性:采用了循環(huán)灰與生石灰制備的脫硫劑實(shí)現(xiàn)了微米級脫硫劑顆粒附著于循環(huán)灰的表面，在保證可被循環(huán)流化床鍋爐氣固分離器分離下來的前提下，增加其在鍋爐內(nèi)的停留時間，從而提高鈣利用率，具有節(jié)省脫硫劑原料用量的優(yōu)勢；②系統(tǒng)易實(shí)現(xiàn):脫硫劑制備系統(tǒng)主要采用了現(xiàn)有濕法和半干法脫硫所應(yīng)用的設(shè)備，例如水力旋流器、真空過濾器和制漿池等，為常規(guī)設(shè)備，保證了本系統(tǒng)的便利實(shí)施與長期穩(wěn)定運(yùn)行優(yōu)勢。本發(fā)明工藝簡單，耗水量小，投資及運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用較低，可用于循環(huán)流化床鍋爐的實(shí)際脫硫過程。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1為本發(fā)明提供的循環(huán)流化床鍋爐脫硫方法與系統(tǒng)實(shí)施例的系統(tǒng)示意圖。
[0020]圖2為本發(fā)明提供的兩個制漿池實(shí)施例中脫硫劑制備過程俯視示意圖。[0021]圖中:1-循環(huán)流化床鍋爐爐膛；2_氣固分離器；3_脫硫劑加入裝置；4_循環(huán)灰冷卻器；5_生石灰料倉；6_生石灰稱重與質(zhì)量控制器；7_脫硫劑補(bǔ)水管；8_制漿池；9_漿液泵；10_水力旋流器；11_真空過濾器；12_脫硫劑中儲倉；13_脫硫劑稱重與質(zhì)量控制器；14-脫硫劑輸送裝置；15-循環(huán)灰排料控制器；16-循環(huán)灰輸送裝置；17-循環(huán)灰料倉；18_循環(huán)灰稱重與質(zhì)量控制器；19_生石灰加料切換裝置；20_循環(huán)灰加料切換裝置；21_第一漿液閥；22-第二漿液閥。
【具體實(shí)施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖進(jìn)一步說明本發(fā)明的原理、結(jié)構(gòu)及工作過程。
[0023]圖1為本發(fā)明提供的循環(huán)流化床鍋爐脫硫系統(tǒng)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)原理示意圖，所述系統(tǒng)包括循環(huán)流化床鍋爐爐膛1、氣固分離器2和脫硫劑加入裝置3、循環(huán)灰冷卻器4以及脫硫劑快速制備系統(tǒng)；所述的脫硫劑快速制備系統(tǒng)包括制漿池8、循環(huán)灰加入裝置、生石灰料加入裝置、水力旋流器10、真空過濾器11和脫硫劑儲存裝置；循環(huán)流化床鍋爐爐膛I或者氣固分離器2的下部通過管道和循環(huán)灰排料控制器15與循環(huán)灰冷卻器4進(jìn)口連接，循環(huán)灰冷卻器4出口通過循環(huán)灰輸送裝置16與循環(huán)灰加入裝置連接；所述的制漿池8進(jìn)口分別與循環(huán)灰加入裝置、生石灰料加入裝置以及脫硫劑補(bǔ)水管7相連；水力旋流器10頂部液體出口與制漿池進(jìn)口相連，水力旋流器10底部漿液出口與真空過濾器11進(jìn)口相連，真空過濾器11排水口與制漿池8入口相連；制漿池的漿液排出口通過管道和漿液泵9與水力旋流器10的入口相連；真空過濾器11的固體物料排出口與脫硫劑儲存裝置連接，脫硫劑儲存裝置通過脫硫劑輸送裝置14與脫硫劑加入裝置3相連。
[0024]為了滿足大容量鍋爐脫硫的需要，所述的脫硫系統(tǒng)可以采用兩個以上制漿池8，每個制漿池單獨(dú)配置漿液泵、水力旋流器和真空過濾器，或共用漿液泵、水力旋流器和真空過濾器。圖2給出了兩個制漿池通過第一漿液泵21和第二漿液泵22的交替開關(guān)共用漿液泵、水力旋流器和真空過濾器的實(shí)施情況。所述的循環(huán)灰加入裝置包括循環(huán)灰料倉17、循環(huán)灰稱重與質(zhì)量控制器18和循環(huán)灰加料切換裝置20 ;生石灰料加入裝置包括生石灰料倉5、生石灰稱重與質(zhì)量控制器6和生石灰加料切換裝置19 ;脫硫劑儲存裝置包括脫硫劑中儲倉12和脫硫劑稱重與質(zhì)量控制器13。
[0025]循環(huán)灰輸送裝置16和脫硫劑輸送裝置14采用提升機(jī)、皮帶輸送裝置、氣動輸送裝置或機(jī)動車輸送裝置。
[0026]本發(fā)明所述脫硫方法具體包括如下步驟:
[0027]I)從循環(huán)流化床鍋爐爐膛I或者氣固分離器2下部排出的一部分循環(huán)灰經(jīng)循環(huán)灰排料控制器15送入循環(huán)灰冷卻器4，冷卻至O?IOOoC,之后由循環(huán)灰輸送裝置16送入循環(huán)灰加入裝置；
[0028]2)將循環(huán)灰、生石灰料和水送至制漿池8 一起進(jìn)行攪拌形成漿液；控制循環(huán)灰物料質(zhì)量與生石灰料的質(zhì)量比為1:1?4:1 ;
[0029]3)所制備的漿液經(jīng)漿液泵9進(jìn)入水力旋流器10和真空過濾器11進(jìn)行脫水，形成固體脫硫劑物料并送入至脫硫劑中儲倉12，從漿液中脫除的水分重新送回至制漿池8 ;制漿池所制備的漿液經(jīng)過水力旋流器以及真空過濾器實(shí)現(xiàn)液固分離，進(jìn)入脫硫劑加入裝置的固體脫硫劑物料質(zhì)量含水量為O?10% ；[0030]4)固體脫硫劑物料由脫硫劑輸送裝置14和脫硫劑加入裝置3加入到循環(huán)流化床鍋爐爐膛I內(nèi)，與煙氣中的含硫組分反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)脫硫的目的；固體脫硫劑物料加入到循環(huán)流化床鍋爐爐膛I的方式可以采用絞龍加入、壓縮空氣加入或者與燃煤混合加入；
[0031]5)制漿池8通過脫硫劑補(bǔ)水管7補(bǔ)充脫硫劑制備過程中所消耗的水分；
[0032]6)當(dāng)系統(tǒng)設(shè)置多個制漿池時，通過生石灰加料切換裝置19給需要石灰石的制漿池加入物料，通過循環(huán)灰加料切換裝置20給需要循環(huán)灰的制漿池加入物料，實(shí)現(xiàn)交替制漿。
【權(quán)利要求】
1.一種循環(huán)流化床鍋爐脫硫系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括循環(huán)流化床鍋爐爐膛(I)、氣固分離器(2)和脫硫劑加入裝置(3)，其特征在于:所述系統(tǒng)還包括循環(huán)灰冷卻器(4)以及脫硫劑快速制備系統(tǒng)；所述的脫硫劑快速制備系統(tǒng)包括制漿池(8)、循環(huán)灰加入裝置、生石灰料加入裝置、水力旋流器(10)、真空過濾器(11)和脫硫劑儲存裝置；循環(huán)流化床鍋爐爐膛(I)或者氣固分離器(2)的下部通過管道和循環(huán)灰排料控制器(15)與循環(huán)灰冷卻器(4)進(jìn)口連接，循環(huán)灰冷卻器(4)出口通過循環(huán)灰輸送裝置(16)與循環(huán)灰加入裝置連接；所述的制漿池(8)進(jìn)口分別與循環(huán)灰加入裝置、生石灰料加入裝置以及脫硫劑補(bǔ)水管(7)相連；水力旋流器(10)頂部液體出口與制漿池進(jìn)口相連，水力旋流器(10)底部漿液出口與真空過濾器(11)進(jìn)口相連，真空過濾器(11)排水口與制漿池(8 )入口相連；制漿池的漿液排出口通過管道和漿液泵(9)與水力旋流器(10)的入口相連；真空過濾器(11)的固體物料排出口與脫硫劑儲存裝置連接，脫硫劑儲存裝置通過脫硫劑輸送裝置(14)與脫硫劑加入裝置(3)相連。
2.如權(quán)利要求1所述的一種循環(huán)流化床鍋爐脫硫系統(tǒng)，其特征在于:所述的脫硫系統(tǒng)包括兩個以上制漿池(8)，每個制漿池單獨(dú)配置漿液泵、水力旋流器和真空過濾器，或共用漿液泵、水力旋流器和真空過濾器。
3.如權(quán)利要求1或2所述的一種循環(huán)流化床鍋爐脫硫系統(tǒng)，其特征在于:所述的循環(huán)灰加入裝置包括循環(huán) 灰料倉(17)、循環(huán)灰稱重與質(zhì)量控制器(18)和循環(huán)灰加料切換裝置(20);生石灰料加入裝置包括生石灰料倉(5)、生石灰稱重與質(zhì)量控制器(6)和生石灰加料切換裝置(19);脫硫劑儲存裝置包括脫硫劑中儲倉(12)和脫硫劑稱重與質(zhì)量控制器(13)。
4.如權(quán)利要求1或2所述的一種循環(huán)流化床鍋爐脫硫系統(tǒng)，其特征在于:循環(huán)灰輸送裝置(16)和脫硫劑輸送裝置(14)采用提升機(jī)、皮帶輸送裝置、氣動輸送裝置或機(jī)動車輸送 裝直。
5.采用如權(quán)利要求1或2所述系統(tǒng)的一種循環(huán)流化床鍋爐脫硫方法，其特征在于該方法包括如下步驟: 1)從循環(huán)流化床鍋爐爐膛(I)或者氣固分離器(2)下部排出的一部分循環(huán)灰經(jīng)循環(huán)灰排料控制器(15)送入循環(huán)灰冷卻器(4)，冷卻至O-IOOoC,之后由循環(huán)灰輸送裝置(16)送入循環(huán)灰加入裝置； 2)將循環(huán)灰、生石灰料和水送至制漿池(8)—起進(jìn)行攪拌形成漿液；控制循環(huán)灰物料質(zhì)量與生石灰料的質(zhì)量比為1:1-4:1 ; 3)所制備的漿液經(jīng)漿液泵(9)進(jìn)入水力旋流器(10)和真空過濾器(11)進(jìn)行脫水，形成固體脫硫劑物料并送入至脫硫劑中儲倉(12)，從漿液中脫除的水分重新送回至制漿池(8)； 4)固體脫硫劑物料由脫硫劑輸送裝置(14)和脫硫劑加入裝置(3)加入到循環(huán)流化床鍋爐爐膛(I)內(nèi)，與煙氣中的含硫組分反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)脫硫的目的； 5)制漿池(8)通過脫硫劑補(bǔ)水管(7)補(bǔ)充脫硫劑制備過程中所消耗的水分； 6)當(dāng)系統(tǒng)設(shè)置多個制漿池時，通過生石灰加料切換裝置(19)給需要石灰石的制漿池加入物料，通過循環(huán)灰加料切換裝置(20)給需要循環(huán)灰的制漿池加入物料，實(shí)現(xiàn)交替制漿。
6.如權(quán)利要求5所述的一種循環(huán)流化床鍋爐脫硫方法，其特征在于:制漿池所制備的漿液經(jīng)過水力旋流器以及真空過濾器實(shí)現(xiàn)液固分離，進(jìn)入脫硫劑加入裝置(3)的固體脫硫劑物料質(zhì)量含水量為O-10%。
7.如權(quán)利要求5所述的一種循環(huán)流化床鍋爐脫硫方法，其特征在于:固體脫硫劑物料加入到循環(huán)流化床鍋爐 爐膛(I)的方式采用絞龍加入、壓縮空氣加入或者與燃煤混合加入。
【文檔編號】F23C10/18GK103453522SQ201310369735
【公開日】2013年12月18日 申請日期:2013年8月22日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月22日
【發(fā)明者】由長福 申請人:清華大學(xué)