專利名稱：煤粉鍋爐爐內(nèi)煙氣噴鈣脫硫工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于鍋爐爐內(nèi)煙氣脫硫工藝，特別涉及一種煤粉鍋爐爐內(nèi)煙氣噴鈣脫硫工藝。
技術(shù)背景在我國各類型的熱力發(fā)電廠中，其鍋爐幾乎都是以煤為燃料。由于煤中含有灰份和 礦物硫，燃燒過程會產(chǎn)生煙塵、S02和N0x等污染物質(zhì)。對于煤粉鍋爐目前是采用爐外煙 氣噴石灰粉或石灰乳的工藝進(jìn)行脫硫。該種工藝存在著投資大、運(yùn)行費(fèi)用高及副產(chǎn)石膏 二次污染的嚴(yán)重問題。研究表明，Ca0和S02的化合生成CaS04反應(yīng)的臨界溫度為850°C，當(dāng)超過85(TC時(shí)反 應(yīng)將向逆方向進(jìn)行，即朝CaS04—CaO+S02的方向進(jìn)行。為將脫硫反應(yīng)移至低于85(TC反 應(yīng)區(qū)域，就要設(shè)法將脫硫劑(CaO、 Ca(0H)2〕送入上述區(qū)域才能實(shí)現(xiàn)脫硫的目的，由此 產(chǎn)生了以下發(fā)明。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種煤粉鍋爐爐內(nèi)煙氣噴鈣脫硫工藝，在保證鍋 爐正常運(yùn)行的情況下，提高脫硫效率，降低運(yùn)行成本，并且裝置簡單、投資少。本發(fā)明煤粉鍋爐爐內(nèi)煙氣噴鈣脫硫工藝，其特征在于是將粒度為100-800目的脫硫 劑粉末從鍋爐第一級蒸汽過熱器后的水平煙道(溫度《110(TC)噴入爐內(nèi)，在除塵器之 前的鍋爐煙道內(nèi)發(fā)生脫硫反應(yīng)進(jìn)行脫硫，所述脫硫劑為石灰石粉、生石灰粉或熟石灰粉。本發(fā)明脫硫劑入口設(shè)在水平煙道上，在第一級蒸汽過熱器后或溫度《1100'C的區(qū)域。本發(fā)明的鈣硫摩爾比為1.1-1.8: 1，可以達(dá)到脫硫指標(biāo)要求。所述脫硫劑的粒度優(yōu)選為200-600目。一般鍋爐爐膛內(nèi)的煙氣流速為5~8m/s， 一次風(fēng)配風(fēng)量不超過70%。本發(fā)明不影響公知結(jié)構(gòu)的煤粉鍋爐的運(yùn)行方式。本發(fā)明不再建設(shè)公知的爐外煙氣脫硫裝置。本發(fā)明的主要依據(jù)如下1、煤粉鍋爐的運(yùn)行特點(diǎn)-一是煤的粒度比較細(xì)(小于0.5mm)， 二是爐膛內(nèi)溫度高(》1350。C)。如果將石灰石 粉直接噴入爐膛，分解后生成具有助熔作用的CaO會與粉煤灰一起熔化成液體粘附在水 冷壁或過熱器管子上形成結(jié)渣，從而嚴(yán)重影響鍋爐的安全運(yùn)行。因此，石灰石(或生石灰 粉、熟石灰粉)不能直接噴入煤粉鍋爐的爐膛，而只能噴入溫度《110(TC的區(qū)域，例如第 一級蒸汽過熱器后的水平煙道和尾部煙道內(nèi)。2、爐內(nèi)加鈣脫硫機(jī)理煤中含有的硫成份，在燃燒過程中與氧氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成S02氣體，隨煙氣排入大 氣后，對空氣造成污染。從所周知，CaO與S02可發(fā)生所謂的固硫反應(yīng)。當(dāng)石灰石進(jìn)入爐 膛后也可先分解為CaO和C02后發(fā)生固硫反應(yīng)。具體的反應(yīng)為-CaC03+熱量一Ca0+C02 (1)CaO+02+S02—CaS04+熱量 (2) (《850。C時(shí))CaS04+熱量一CaO+S02 (3) (〉850。C時(shí))從(2)和(3)式可直觀地看出，脫硫反應(yīng)是可逆的，只有滿足溫度條件(即《850'C)， 脫硫反應(yīng)才可正常的進(jìn)行下去。本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是將CaO+S02—CaS04的反應(yīng)置于溫度低于850'C的條件 下完成，也就是把常規(guī)爐外煙氣脫硫工藝要求的在爐外煙道中進(jìn)行的CaO+S02反應(yīng)轉(zhuǎn)移 至爐內(nèi)后部煙道中進(jìn)行，從而降低投資和運(yùn)行費(fèi)用，也大大降低了脫硫的成本。而要實(shí) 現(xiàn)CaO+S02—CaS04反應(yīng)區(qū)域的轉(zhuǎn)移這一目標(biāo)就必須降低脫硫劑的粒度，至少要小于100 目，最好小于200目。同時(shí)也是加快反應(yīng)速度、降低脫硫劑用量和成本的需要。本發(fā)明的要點(diǎn)就是脫硫劑要細(xì)，噴入位置要正確。本發(fā)明在煤粉爐內(nèi)，由于噴入脫硫劑的區(qū)域溫度在110(TC以下，石灰石粉分解成CaO 后很容易隨煙氣繼續(xù)向后運(yùn)動，當(dāng)溫度降到850'C以下時(shí)，開始與S02產(chǎn)生化合反應(yīng)，吸 熱和放熱也是基本平衡的。采用熟石灰的原理與石灰石相似。根據(jù)設(shè)計(jì)，鍋爐的煙氣流速為5 8m/s，也就是自第一級蒸汽過熱器后開始至除 塵器入口處為止，CaO粉末與S02接觸的時(shí)間一般為8 10秒，這大大長于常規(guī)的爐外煙 道煙氣脫硫的時(shí)間，再加上CaO粉的粒度極小，比表面積很大，反應(yīng)極其徹底，脫硫效 果極佳。經(jīng)實(shí)測，煙氣中的S02濃度可達(dá)200卯m以下(國標(biāo)為400卯m)，而鍋爐的出力沒 有受到影響。由于石灰石粒度細(xì)，反應(yīng)徹底，用量較常規(guī)的工藝大幅度降低，煙氣的比電阻沒有明顯變化，對于靜電除塵器的除塵效果無明顯的影響。對于使用布袋除塵器的鍋爐來講， 除塵效果更不受影響。根據(jù)實(shí)測，選用200目的石灰石粉，鈣硫摩爾比達(dá)到1.5 : 1就可以達(dá)到脫硫指標(biāo)要 求。如果選用更細(xì)的石灰石粉(達(dá)到600目)，鈣硫摩爾比1. 3 : 1就可以達(dá)到脫硫指標(biāo)要 求，這樣就大大降低了石灰石粉的消耗，同時(shí)也減少了因分解CaC03帶來的C02排放量。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)裝置簡單，基本不改變鍋爐的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。不影響鍋爐按正常指標(biāo)運(yùn)行，脫硫效率高，相對于爐外煙道脫硫，運(yùn)行成本降低(不超過1/3)。實(shí)現(xiàn)了低成本脫硫的理想目標(biāo)，達(dá)到了經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)保減排社會效益的完美結(jié)合，極具推廣價(jià)值。


圖l為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中l(wèi)爐膛2爐膛出口 3第一級蒸汽過熱器4水平煙道5尾部煙道6除塵 器7脫硫劑入口 8—次風(fēng) 9二次風(fēng)具體實(shí)施方式
以下結(jié)合實(shí)施例

。圖1為現(xiàn)有煤粉鍋爐的大致結(jié)構(gòu)示意圖。將石灰石粉(或其它脫硫劑)磨成IOO目 800目，優(yōu)選200 600目的粒度。脫硫 劑入口 7設(shè)在鍋爐第一級蒸汽過熱器3后的區(qū)域或溫度《1100'C的區(qū)域(水平煙道4上) 噴入爐內(nèi)。由于石灰石的顆粒小，噴入的區(qū)域溫度又低于110(TC以下，石灰石粉分解成 Ca0后不會將粉煤灰助熔形成液態(tài)灰渣粘附在鋼管或耐火磚上，而且很容易隨煙氣繼續(xù) 向后運(yùn)動。當(dāng)溫度降到850'C以下時(shí)，開始與S02產(chǎn)生化合反應(yīng)，吸熱和放熱也是基本平 衡的。從CaC03分解開始的反應(yīng)路徑為第一級過熱器3后的區(qū)域(或溫度《1100'C區(qū)域) —水平煙道4—尾部煙道5—除塵器6。在正常情況下鍋爐爐膛1內(nèi)的煙氣流速為5 8m/ s ， 一次風(fēng)8進(jìn)氣量不超過總風(fēng) 量的70%。鈣硫摩爾比為1. 1~1.8: 1。整套裝置簡單、運(yùn)行費(fèi)用低、在同樣脫硫效果的前提下，脫硫劑用量比常規(guī)的減少 50%以上，脫硫成本低，經(jīng)濟(jì)效益和社會效益顯著，具有極高的推廣價(jià)值。經(jīng)試驗(yàn)，當(dāng)脫硫劑(可以是石灰石粉、生石灰粉或熟石灰粉)的粒度為200目時(shí)， 鈣硫摩爾比為1.8: 1，鍋爐排放的煙氣中SO2含量為300ppm。當(dāng)脫硫劑的粒度為400目時(shí)，鈣硫摩爾比為1.5: 1，鍋爐排放的煙氣中S02含量為260ppm。當(dāng)脫硫劑的粒度 為600目時(shí)，鈣硫摩爾比為1,3: 1，鍋爐排放的煙氣中SO2含量為200 ppm。當(dāng)脫硫劑 的粒度為800目時(shí)，鈣硫摩爾比為1.1: 1，鍋爐排放的煙氣中S02含量為150ppm以下。
權(quán)利要求
1、一種煤粉鍋爐爐內(nèi)煙氣噴鈣脫硫工藝，其特征在于是將粒度為100～800目的脫硫劑粉末從鍋爐第一級蒸汽過熱器后的水平煙道噴入爐內(nèi)，在除塵器之前的鍋爐煙道內(nèi)發(fā)生脫硫反應(yīng)進(jìn)行脫硫，所述脫硫劑為石灰石粉、生石灰粉或熟石灰粉。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的煙氣噴鈣脫硫工藝，其特征在于所述脫硫劑的粒度為 200~600目。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的煙氣噴鈣脫硫工藝，其特征在于鈣硫摩爾比為1.1-1.8 : l。
全文摘要
本發(fā)明煤粉鍋爐爐內(nèi)煙氣噴鈣脫硫工藝，其特征在于是將粒度為100～800目的脫硫劑粉末從鍋爐第一級蒸汽過熱器后的水平煙道噴入爐內(nèi)，在煙道中發(fā)生脫硫反應(yīng)進(jìn)行脫硫，所述脫硫劑為石灰石粉、生石灰粉或熟石灰粉。本發(fā)明裝置簡單，不改變鍋爐的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，不影響鍋爐按正常指標(biāo)運(yùn)行。脫硫效率高，投資少，運(yùn)行成本低，實(shí)現(xiàn)了低成本脫硫的理想目標(biāo)，達(dá)到了經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)保減排社會效益的完美結(jié)合，極具推廣價(jià)值。
文檔編號B01D53/50GK101306305SQ20081013860
公開日2008年11月19日 申請日期2008年7月13日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月13日
發(fā)明者張洪勇, 張魯生, 梁道廣, 馬訓(xùn)華 申請人:兗礦國宏化工有限責(zé)任公司