[发明专利]一种脱硫装置及脱硫方法

说明书

技术领域

本发明属于锅炉设备技术领域，具体涉及一种脱硫装置及脱硫方法。

背景技术

锅炉燃煤脱硫方法多种多样，其中，循环流化床锅炉（简称CFB锅炉）为较为成熟的清洁燃烧方式之一，环保性能良好，可以方便实现炉内脱硫，在国内得到迅速的发展。特别是CFB干法脱硫装置以其投资小、运行成本低、无二次污染等优点被广为采用。

循环流化床锅炉燃烧技术使用的分离器目前以圆形分离器居多，圆形分离器制造难度大，制造成本高，对石灰石粒径精度要求较高，工业实施成本居高不下；方形分离器及其它非圆形分离器制造成本低廉，工业实施中易于维护检修，很好地弥补了圆形分离器的上述缺陷，但同时，方形分离器及其它非圆形分离器也存在着分离效率较低这一弊端，从而影响了在工业实施中的推广和应用。

用圆形分离器的循环流化床锅炉，虽然制造成本较高，但对于1mm以下的石灰石颗粒捕挤能力较强，故而可以满足常规的分离和脱硫要求。但同样的，在方形分离器中，1mm以下的石灰石颗粒极易随灰飞逃逸，造成参与脱硫反应的石灰石有效数量不足，且反应时间不够，直接导致了脱硫效率的低下，随着石灰石颗粒的逃逸，需不断补充更多的石灰石参与到反应中去，从而导致钙硫比的升高和生产成本的居高不下。邹峥《石灰石粒度分布对CFB炉内脱硫的影响》一文中曾指出“一般认为脱硫的粒径范围为0.1-0.5mm。” 2011年上海交通大学李善涛在《石灰石粒径分布对CFB锅炉脱硫效率影响研究》中指出：“确保合理的石灰石入炉粒径分布，使0.2～1.0mm粒径段的石灰石质量份额提高到80%以上时可显著提高炉内脱硫效率。”但事实运行情况是1.0mm以下的石灰石粒径在方形分离器中绝大部分都随飞灰逃逸，工业应用中分离效率较低，虽然方形分离器具备制造成本低廉、维护实施便捷等技术优势，但在现有工业应用中已逐渐显现出其不利于实施的一面。

目前的循环流化床锅炉石灰石常规加入口一般设置在炉顶、水冷壁侧面、返料斜腿处，容易造成锅炉燃烧稳定性差，容易出现灭火、结焦、磨损炉膛壁等不利问题；由于加入口位置较高，理论上循环回收利用的石灰石粉在由上自下进入高温炉膛的过程中极易随着气流逸出，造成实际利用率偏低，且随着石灰石粉由高处加入炉内，对已经形成的反应气流平衡造成冲击和破坏，干扰了脱硫反应的进行，不利于反应效率的提高和稳定。

发明内容

本发明的目的是提供一种设备简单、成本较低、脱硫效果较好的脱硫装置及脱硫方法。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是，一种脱硫装置，包括风机、石灰石仓、储气罐和循环流化床锅炉，循环流化床锅炉包括炉膛、返料管和方形分离器，该方形分离器的上部与所述炉膛的上部连通，所述方形分离器的下部通过返料管与所述炉膛的下部连接，炉膛上设有落煤管；风机通过加热装置与石灰石仓的底部连接，石灰石仓的上部连接有袋式除尘器，石灰石仓的下端通过卸料阀与给料机连接，给料机上连接有给料管，同时储气罐也与给料管连接，给料管与落煤管连接。

给料管与落煤管的连接处，给料管、落煤管的外侧均浇注有耐高温耐磨浇注层。

所述耐高温耐磨浇注层为刚玉或棕刚玉浇注层。

所述给料管倾与落煤管的夹角为40~50°。

所述方形分离器内外分别为中心筒、方形水冷屏，中心筒上部分为圆柱形结构，下部分为自上而下向内收口的圆锥台结构；方形水冷屏内表面的直角面处分别紧固连接有表面为圆弧面的耐磨材料层；耐磨材料层的圆弧面与方形分离器上部分内表面的直角面相切。

所述圆锥台结构上下面的直径比为10：6~9；中心筒上下两部分的高度比为1：3~10。

圆弧面的耐磨材料层由刚玉或棕刚玉制成。

所述的所述的卸料阀、给料机均为两个。

所述的卸料阀为星形卸料阀。

利用所述的脱硫装置的脱硫方法，包括以下步骤：风机输出的空气经过加热装置加热后形成热风，热风通过石灰石仓的底部进入石灰石仓，对石灰石仓内的石灰石进行干燥，使之处于流化状态；经过干燥后的流化态石灰石通过卸料阀进入给料机，然后经给料机输送至给料管，储气罐内的仪表空气进入给料管，在给料管内与石灰石混合后通过给料管进入落煤管，然后经落煤管进入炉膛；保持循环流化床锅炉内温度为800~950℃，对燃煤进行脱硫和脱硝；所述石灰石的粒径为1.5-2.5mm；有效CaCO₃含量为40-60%。

脱硫时，通过测量烟囱的SO₂浓度，相应的通过卸料阀来控制给料机的给料量。