專利名稱：一種用于煤粉鍋爐脫硫燃燒方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于煤粉鍋爐設(shè)備進行脫硫燃燒的方法，特別是涉及一種燃用高硫煤粉的鍋爐設(shè)備進行脫硫燃燒的方法。
目前，鑒于SO2氣體污染所造成的嚴(yán)重性，世界各國都嚴(yán)格控制SO2氣體的排放量。現(xiàn)有技術(shù)中，控制煤燃燒排放SO2的方法主要有以下兩種一是煙氣脫硫，即在尾部煙道設(shè)置一煙氣凈化裝置，該方法脫硫率較高，是目前最有效的方法，但設(shè)備投資太大，同時運行成本高，不適合已建鍋爐的改造。二是爐內(nèi)燃燒中脫硫，包括流化床燃燒技術(shù)和爐內(nèi)噴鈣技術(shù)。流化床燃燒技術(shù)脫硫率高，對小型鍋爐已取得很大的成功，但對大型化發(fā)展還存在許多問題，同時投資和運行成本也較高，難于用于已建鍋爐的改造。爐內(nèi)噴鈣技術(shù)，投資費用低，非常適合于已建鍋爐的改造，但脫硫率和鈣利用率很低。
本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足和缺陷，提出一種用于煤粉鍋爐設(shè)備脫硫燃燒的新方法。該方法在投資和運行成本都較低的情況下，不僅具有較高的脫硫效率和脫硫劑的鈣利用率，且能有效地降低NOx的生成，能適合于已建鍋爐的改造。
本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的煤粉首先在一前置燃燒裝置內(nèi)進行貧氧燃燒，燃燒后生成的燃氣與未燃燼的剩余炭粒一起進入裝有脫硫劑的氣固反應(yīng)器內(nèi)進行脫硫反應(yīng)，然后直接送入鍋爐爐膛進行完全燃燒。
采用以上這種煤粉鍋爐脫硫燃燒的工藝方法，是利用了煤中的硫在高溫下優(yōu)先氧化分解釋放出來的原理。這是因為大部分煤種中，黃鐵礦是主要含硫成份，這種硫份稱為無機硫，它是一種非常不穩(wěn)定的物質(zhì)，極易分解氧化，可在350℃～400℃條件下就開始氧化燃燒，釋放出硫份。還有一種硫份為有機硫，這種硫份可在高溫環(huán)境下隨煤中的揮發(fā)份大量地?zé)峤忉尫懦鰜?。因此，前置燃燒裝置的作用是用盡可能少的空氣量與時間，最大程度地使煤粉中的硫釋放出來，燃燒生成的燃氣攜帶著未燃燼的剩余炭粒進入裝有脫硫劑的氣固反應(yīng)器，脫除燃氣中的含硫組份，然后再送入鍋爐爐膛，補加充分的空氣進行完全燃燒。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，由于設(shè)置了前置燃燒裝置，使它能用較少的空氣量和極短的時間，使煤中的硫最大程度地釋放出來，然后在氣固反應(yīng)器內(nèi)進行脫硫反應(yīng)，因此具有脫硫效率高，脫硫劑利用率高的特點;同時由于前置燃燒器與氣固反應(yīng)器的尺寸可以設(shè)計的很小，僅為整個鍋爐尺寸的4%左右，因此投資費用較低，特別適合于已建鍋爐的改造。本發(fā)明的另一優(yōu)點是由于前置燃燒裝置是高溫貧氧燃燒，煤粉中的氮組份也可大量釋放出來，轉(zhuǎn)化成氮氣，因而控制了NOx的生成，使其具有低NOx生成的優(yōu)點。
附

圖1為本發(fā)明的流程示意圖。
煤粉首先在一前置燃燒裝置[1]內(nèi)，用一定量的空氣進行貧氧燃燒。由于煤中的有機硫在800℃以上開始大量熱解釋放出來，因而前置燃燒裝置[1]內(nèi)的最高溫度必須大于800℃。試驗結(jié)果表明，硫在前置燃燒裝置內(nèi)的釋放率與煤種和所送空氣量有關(guān)，但對于一般煤種，例如煙煤和無煙煤，用40%的理論空氣量，最高溫度達1300℃，在前置燃燒裝置內(nèi)停留0.5秒，煤粉中的硫份就有約80%被釋放出來。這些燃燒后生成的氣體攜帶未燃燼的炭粒一起進入氣固反應(yīng)器[2]，與里面的脫硫劑進行脫硫反應(yīng)，脫硫后的燃氣與煤粉直接送入鍋爐爐膛[3]，再加充分的空氣進行完全燃燒。在氣固反應(yīng)器[2]內(nèi)，其脫硫氣固反應(yīng)方式采用流化床氣固反應(yīng)方式。脫硫劑是以鈣為基礎(chǔ)的物質(zhì)，也可直接用石灰石礦破碎而成。由于鈣基脫硫劑的最佳脫硫反應(yīng)溫度為800℃～900℃，因此要求進入氣固反應(yīng)器[2]內(nèi)的燃氣與未燃燼的剩余炭粒的溫度應(yīng)控制在700℃至1000℃之間。脫硫劑顆粒的平均直徑應(yīng)大于煤粉顆粒的直徑，這樣可以增加脫硫劑在反應(yīng)器[2]內(nèi)的停留時間。另外由于前置燃燒裝置內(nèi)的燃燒是貧氧燃燒，因而燃燒生成的燃氣中含有大量的還原性組份，在高溫還原性氣份下生成的CaS物質(zhì)也不會堵塞脫硫劑顆粒的孔隙，因此脫硫劑的利用率可大大提高。一般脫硫效率可達90%，脫硫劑的利用率可達70%以上。
權(quán)利要求
1.一種用于煤粉鍋爐設(shè)備脫硫燃燒的方法，其特征在于煤粉首先在前置燃燒裝置[1]內(nèi)進行貧氧燃燒，燃燒后生成的燃氣與未燃燼的剩余炭粒一起進入裝有脫硫劑的氣固反應(yīng)器[2]內(nèi)進行脫硫反應(yīng)，然后直接送入鍋爐爐膛[3]進行完全燃燒。
2.按照權(quán)利要求1所述的脫硫燃燒方法，其特征在于前置燃燒裝置內(nèi)的最高溫度應(yīng)大于800℃。
3.按照權(quán)利要求1所述的脫硫燃燒方法，其特征在于進入氣固反應(yīng)器[2]的燃氣與未燃燼的剩余炭粒的溫度應(yīng)控制在700℃～1000℃之間，進入氣固反應(yīng)器內(nèi)所進行的脫硫氣固反應(yīng)方式為流化床氣固反應(yīng)方式。
4.按照權(quán)利要求1或3所述的脫硫燃燒的方法，其特征在于氣固反應(yīng)器[2]內(nèi)所裝的脫硫劑是以鈣為基礎(chǔ)的物質(zhì)。
全文摘要
一種用于煤粉鍋爐脫硫燃燒的方法，它是利用煤中的硫在高溫下優(yōu)先氧化分解釋出的原理，使煤粉首先在一前置燃燒裝置內(nèi)進行貧氧燃燒，燃燒后生成的燃氣與未燃燼的剩余炭粒一起進入裝有脫硫劑的氣固反應(yīng)器內(nèi)進行脫硫反應(yīng)，然后直接送入鍋爐爐膛進行完全燃燒。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，在投資和運行成本較低的情況下，具有脫硫效率高和脫硫劑利用率高等特點，且能有效地降低NO
文檔編號F23C9/06GK1073507SQ91111618
公開日1993年6月23日 申請日期1991年12月19日 優(yōu)先權(quán)日1991年12月19日
發(fā)明者秦彪, 徐旭常, 施學(xué)貴 申請人:清華大學(xué)