[实用新型]一种低排放的煤燃烧装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种新型的低SO₂、NO_x、Hg排放的煤燃烧装置，特别是通过煤燃烧过程的调整与合理组织实现燃煤污染物燃烧过程中控制的新方法，属于环境保护技术领域。

背景技术

据统计，目前我国每年煤炭消耗量近四十亿吨，其中近50％用于各种燃烧装置。煤燃烧后生成的SO₂、NO_x、粉尘等是影响空气中PM2.5浓度的主要污染物。2013年我国这三项污染物排放总量分别约2044万吨、2227万吨和1500万吨，均位居世界第一，同时排放了数百万吨的汞。燃煤锅炉是大气污染主要源头之一，随着国家对环保的日益重视和污染物排放标准的逐步提高，控制燃煤锅炉排放的任务将越来越艰巨，污染物控制成本越来越高。

燃烧后烟气脱硫、脱硝是控制燃煤锅炉SO₂、NO_x排放的主要途径，目前通常分别设置独立的脱硫、脱硝装置进行控制，不仅投资运行费用巨大，而且消耗了大量石灰石、NH₃等资源。而对于燃煤生成的Hg，一般采用活性炭吸附的方法控制其排放。如专利CN101422691A公开了一种燃煤烟气多污染物脱除工艺及其设备。该工艺先用SCR脱硝法脱除烟气中的NO_X,其次用除尘器脱除烟气中的粉尘灰粒,然后用湿式钙基脱硫法消除烟气中的SO₂,再用MEA脱碳法吸收烟气中的CO₂,同时将所生成的醇胺溶液富液加热解析再生,所得醇胺溶液贫液继续循环使用,解析出的高浓度CO₂气体则经过冷却、气液分离、干燥、压缩和冷凝处理,制成高纯度工业级液体二氧化碳。就是分别设置独立的脱硫、脱硝装置进行控制，投资运行费用巨大。

环境保护部2011年发布的《火电厂大气污染物排放标准》(GB13223-2011)中规定，自2014年7月1日起，所有65t/h以上燃煤发电锅炉执行100mg/m³(新建)/200mg/m³(已有)的SO₂排放标准、100mg/m³的NO_x排放标准，自2015年1月1日起，执行0.03mg/m³的Hg排放标准。排放标准的提高对现有火力发电厂脱硫、脱硝装置的性能提出了更严格的要求，同时需要采取措施控制烟气中Hg的排放。

实用新型内容

本实用新型针对上述不足，提出了一种低排放的煤燃烧装置，不消耗外在资源，仅通过煤燃烧过程的调整与组织，实现低SO₂、NO_x、Hg排放的煤燃烧方法，从燃烧过程的源头上降低SO₂、NO_x、Hg排放浓度，进而降低尾部烟气污染物脱除的运行成本。

本实用新型采取的技术方案为：

一种低排放的煤燃烧装置，包括热解装置，热解装置的底部通过输送管与燃烧装置相连，热解装置的上部与反应器的一个进气口相连，反应器的另一进气口与燃烧装置的出气口相通，反应器的出气口与燃烧装置进气口相通，反应器的固体出口与硫冷凝器相连。

先将部分煤或全部煤进行高温热解，热解温度区间为300℃—700℃，热解过程中煤中的部分硫以H₂S析出，热解后的煤以及煤焦油送入燃烧装置中燃烧，煤中剩余的硫元素在燃烧过程中生成SO₂，或者将剩余部分煤与热解后的煤以及煤焦油送入燃烧装置中一块燃烧生成SO₂，生产的SO₂与析出的H₂S被送入催化或非催化反应器中反应生产单质硫实现自脱硫，生成的部分硫单质与烟气中的Hg反应生成HgS，实现煤燃烧自脱汞过程，剩余的硫单质通过硫冷凝器生成液态硫，净化后的气体再次通入燃烧装置合适位置进行燃烧，实现热解气的再燃脱硝。

所述的催化反应器中的反应温度区间为170℃-350℃，所述的非催化反应器中温度范围为0℃-300℃。

反应器中通过反应2H₂S+SO₂＝3S+2H₂O生成单质S，因此应严格控制烟气流量使H₂S与SO₂的摩尔比为2:1。