一種循環流化床鍋爐的精準脫硫方法技術

本發明專利技術涉及循環流化床鍋爐的脫硫技術領域，更具體而言，涉及一種適用于煤矸石、煤泥等低熱值燃料在循環流化床鍋爐燃燒過程中的精準爐內脫硫方法；提供了一種能有效降低鈣硫比、有效利用石灰石細粉、減少石灰石粉逃逸率和提高固硫效率的低熱值煤燃燒固硫技術；一種循環流化床鍋爐的精準脫硫方法，按照以下步驟進行：a、將石灰石細粉、改性粉煤灰和煤泥配置煤泥型煤固硫劑的步驟；b、將上述配置的煤泥型煤與煤矸石和石灰石粗粉混合進行燃燒的步驟；c、監控煙氣中SO2-濃度，控制噴入石灰石粗粉的步驟；本發明專利技術主要應用在脫硫方面。

Precise desulfurization method for circulating fluidized bed boiler

The invention relates to the technical field of desulfurization of circulating fluidized bed boiler, more specifically, relates to a value of fuel in the furnace desulfurization method of precision process within the circulating fluidized bed boiler combustion for coal gangue, coal slime and other low heat; provides a can effectively reduce the ratio of calcium to sulfur, effective utilization of limestone powder, lime powder reduce escape low heating rate and improve the desulfurization efficiency of coal combustion desulfurization technology; precise desulfurization method of circulating fluidized bed boiler, in accordance with the following steps: A, limestone powder, modified fly ash and coal slime coal briquette desulfurization agent configuration steps; B, the combustion steps the configuration of coal briquette with coal gangue and limestone coarse powder; SO2. C concentration in flue gas monitoring and control, sprayed into the limestone coarse powder step; the invention is mainly used in the desulfurization.

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及循環流化床鍋爐的脫硫
，更具體而言，涉及一種適用于煤矸石、煤泥等低熱值燃料在循環流化床鍋爐燃燒過程中的精準爐內脫硫方法。
技術介紹
煤矸石、煤泥作為我國最大的工業廢棄物之一，2013年產生量約8億噸，累積堆存近50億噸，造成的環境污染和資源浪費十分嚴重。利用循環流化床鍋爐進行燃燒發電是煤矸石、煤泥等低熱值煤大規模利用的重要途徑之一，然而，煤矸石和煤泥等低熱值煤中的含硫量通常較高，燃燒過程中SOX的釋放量較大。隨著我國火電廠煙氣排放新標準的實施，低熱值煤發電廠的脫硫壓力大大增加。中國專利技術專利申請（201310339388）公開了一種帶有三級脫硫系統的超低排放循環流化床鍋爐，三級脫硫系統分別為位于鍋爐爐前煤場區域的爐前脫硫劑添加系統、位于鍋爐廠房區域的爐內脫硫劑輸送系統以及位于鍋爐尾部區域的深度煙氣脫硫系統。爐前脫硫劑添加系統包括爐前脫硫劑倉和其下方的爐前脫硫劑稱重式添加機，爐內脫硫劑輸送系統包括爐內脫硫劑倉和其下方的爐內脫硫劑輸送給料機，深度煙氣脫硫系統上還設置有高效脫硫劑循環系統和煙氣補充除塵裝置。該專利技術雖然調節控制簡便、脫硫劑利用率高，但設備改造成本較高，對脫硫劑的粒徑要求嚴格。中國專利技術專利申請（201410466872.7）公開了一種用于循環流化床鍋爐的混合脫硫劑制備方法，利用煤泥與石灰石細粉攪拌混合制備混合脫硫劑，首先將石灰石細粉經星輪給料機、差速輪機攪拌后落至煤泥輸送皮帶，然后初步混合的物料進入雙軸攪拌機攪拌后輸送至煤球成型機，壓制成球形混合脫硫劑，該方法系統簡單，投資小，脫硫劑利用率高，摻燒煤泥比例高，但成型效果不好，在落入皮帶機進入爐前，容易粉碎，同時缺乏相應的調節機制，對脫硫效率不易控制。目前，低熱值煤電廠循環流化床鍋爐主要采用噴吹石灰石粉進行爐內固硫，現存的主要問題是：鈣硫比高，石灰石粉逃逸率高，浪費嚴重，固硫率低。循環流化床鍋爐對石灰石粉的粒度有著嚴格的要求，最佳粒徑范圍是0.2-0.7mm，粒徑小于0.2mm的細粉進入鍋爐后會直接隨著風煙排走，不能有效利用，而石灰石破碎過程中產生的大量石灰石細粉（≤0.2mm，約占30%）直接使用石灰石的逃逸率高，固硫成本高，外運用于濕法固硫，額外增加成本。而且，固硫產物硫酸鈣在高溫還原性氣氛下容易發生二次分解，重新釋放出二氧化硫，使脫硫率大幅降低。
技術實現思路
為了克服現有技術中所存在的不足，本專利技術提供了一種能有效降低鈣硫比、有效利用石灰石細粉、減少石灰石粉逃逸率和提高固硫效率的低熱值煤燃燒固硫技術。為了解決上述技術問題，本專利技術采用的技術方案為：一種循環流化床鍋爐的精準脫硫方法，按照以下步驟進行：a、將石灰石細粉、改性粉煤灰和煤泥配置煤泥型煤固硫劑的步驟；b、將上述配置的煤泥型煤與煤矸石和石灰石粗粉混合進行燃燒的步驟；c、監控煙氣中SO2-濃度，控制噴入石灰石粗粉的步驟。所述a步驟具體為：依據入爐煤含硫量，以鈣硫比為1：1配入粒徑小于0.2mm的石灰石細粉、改性粉煤灰與含水量小于25%的煤泥攪拌均勻，控制混合料中的含水量小于10%，經過對輥成型機進行冷壓成型，制得煤泥型煤，實現超前脫硫控制。所述b步驟具體為：依據煤矸石中的含硫量，以鈣硫比為1：1.5配入粒徑為0.2mm至0.7mm之間的石灰石粗粉，然后配合粒徑小于10mm的煤矸石及其煤泥型煤，分層平鋪于傳送帶上，進入循環流化床鍋爐中燃燒，實現超前脫硫控制和爐前物料穩定輸送。所述c步驟具體為：通過實時監測出口煙氣中SO2---的濃度，以煙氣中SO2量為基準，按鈣硫比為1：1調節回料倉中粒徑為0.2mm至0.5mm之間的石灰石粗粉的噴入量，實現爐前脫硫控制，保證脫硫的效率。本專利技術與現有技術相比所具有的有益效果為：1、以煤泥為載體、石灰石細粉為脫硫劑，提高了固硫效率，減少了脫硫劑的逃逸率。有效地利用了電廠石灰石脫硫劑制備的石灰石粗粉和細粉，同時可以改善煤泥水分對加料的影響，降低了脫硫劑成本，通過改性粉煤灰的添加，減少了固硫產物硫酸鈣的二次分解，從而使系統脫硫率大幅提高，2、通過石灰石和煤提前混合的超前脫硫控制系統、爐前物料輸送系統和爐前脫硫控制系統三種方式的協調控制，整個爐內脫硫系統形成了一個多點、多種方式的脫硫劑加入系統，保證脫硫劑與燃料的均勻混合，抗干擾控制能夠滿足不同工況的要求，保證了脫硫效率的穩定性。系統運行達到了SO2排放濃度的國家現行標準。爐內協同脫硫系統，SO2排放濃度小于200mg/Nm3。附圖說明下面通過附圖對本專利技術的具體實施方式作進一步詳細的說明。圖1為本專利技術試驗現場日運行截圖；圖2為本專利技術試驗現場運行7天煙道SO2濃度小時均值；圖3為現有技術中試驗現場運行煙道SO2濃度月均值。具體實施方式下面實施例結合附圖對本專利技術作進一步詳細的描述。利用低熱值煤電廠石灰石過破石灰石細粉（粒徑≤0.2mm）和改性粉煤灰為脫硫劑和粘結劑，利用攪拌機將其與煤泥攪拌均勻，采用對輥成型機進行冷壓成型，制備煤泥型煤。煤矸石、煤泥型煤和石灰石粗粉分層平鋪于傳送帶，通過傳送帶進入循環流化床鍋爐燃燒。石灰石粗粉直接分解生成氧化鈣，其與二氧化硫結合生成硫酸鈣；煤泥型煤中的水分、石灰石細粉受熱后分別蒸發，分解為比表面積較大的氧化鈣，促進煤泥型煤爆裂，氧化鈣與二氧化硫結合生成硫酸鈣，石灰石細粉分解得到的氧化鈣比粗粉得到的氧化鈣顆粒小，比表面積大，而且，以煤泥為燃料載體，對石灰石細粉進行固定，不僅減少了石灰石細粉的逃逸，而且增加了石灰石細粉在爐內的停留時間，因此脫硫率大幅增加；通過實時監測出口煙氣中的二氧化硫濃度，調節回料倉中石灰石粗粉的噴入量，從而實現對出口煙氣中二氧化硫濃度的實時控制。固硫產物硫酸鈣在800-1000oC容易與改性粉煤灰中的活性硅反應生成Ca5(SiO4)2(SO4)，其在1000oC以下較穩定，從而減少了硫酸鈣的二次分解。通過上述的脫硫劑多點進料、抗干擾控制和改性粉煤灰的添加等手段，使鈣硫比由原來的2.5降至2.0以下，爐內脫硫率由原來的86%提高至95%。通過監測煙氣中的二氧化硫濃度，在返料倉中實時調整石灰石粗粉的噴入量，保證了脫硫效率的穩定性。利用電廠自制的石灰石粗粉和細粉作為脫硫反應劑，石灰石粗粉與煤矸石通過傳送帶入爐，入爐后石灰石粗粉受熱分解為氧化鈣顆粒（反應①），其與硫氧化物反應生成固硫產物硫酸鈣（反應②）；石灰石細粉與煤泥混合，并配入少量的改性粉煤灰制備成煤泥固硫型煤，在煤泥中水分和石灰石的作用下，其入爐后在爐床中爆燃，石灰石細粉受熱分解形成比表面積較大的氧化鈣煤泥小顆粒，氧化鈣顆粒與二氧化硫發生脫硫反應，粉煤灰中的活性硅與固硫產物硫酸鈣反應生成復合物Ca5(SiO4)2(SO4)（反應③），減少了硫酸鈣的二次分解。脫硫劑多點進料，大大提高了脫硫效率。CaCO3→CaO+CO2①CaO+SO2→CaSO4②CaSO4+SiO2→Ca5(SiO4)2(SO4)③實施例1選用山西平朔安太堡露天煤礦的煤本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種循環流化床鍋爐的精準脫硫方法，其特征在于，按照以下步驟進行：a、將石灰石細粉、改性粉煤灰和煤泥配置煤泥型煤固硫劑的步驟；b、將上述配置的煤泥型煤與煤矸石和石灰石粗粉混合進行燃燒的步驟；c、監控煙氣中SO2-濃度，控制噴入石灰石粗粉的步驟。

【技術特征摘要】
1.一種循環流化床鍋爐的精準脫硫方法，其特征在于，按照以下步驟進行：
a、將石灰石細粉、改性粉煤灰和煤泥配置煤泥型煤固硫劑的步驟；
b、將上述配置的煤泥型煤與煤矸石和石灰石粗粉混合進行燃燒的步驟；
c、監控煙氣中SO2-濃度，控制噴入石灰石粗粉的步驟。
2.根據權利要求1所述的一種循環流化床鍋爐的精準脫硫方法，其特征在于，所述a步驟具體為：依據入爐煤含硫量，以鈣硫比為1：1配入粒徑小于0.2mm的石灰石細粉、改性粉煤灰與含水量小于25%的煤泥攪拌均勻，控制混合料中的含水量小于10%，經過對輥成型機進行冷壓成型，制得煤泥型煤。...

【專利技術屬性】
技術研發人員：李永茂，程芳琴，張培華，馬志斌，楊鳳玲，
申請(專利權)人：山西平朔煤矸石發電有限責任公司，山西大學，
類型：發明
國別省市：山西;14