[发明专利]一种煤粉炉炉内脱硫方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种燃烧设备烟气的炉内净化方法，特别涉及一种煤粉炉炉内脱硫方法，属于环保技术领域。

背景技术

煤粉锅炉广泛应用于燃煤电站、工业过程等领域，是一种重要的煤燃烧设备。由于煤粉燃烧温度较高，且烟气在炉内停留时间较短，造成现有炉内脱硫技术的效率比较低。面对日益严格的环保法规，目前多数采用尾部烟气脱硫的方式实现高效脱硫的目的，带来投资与运行费用高的经济性问题。开展高效的煤粉炉炉内脱硫技术开发仍具有较大的工业需求。

以往煤粉炉炉内脱硫主要采用炉内喷入脱硫剂的方式实现，可喷入石灰石CaCO₃、MgO等，由于该脱硫反应为气固反应，不仅存在高温烧结带来的脱硫剂利用率低的问题，而且脱硫过程明显受到脱硫剂粒径的影响。在炉内停留时间较短的条件下，粒径较大的脱硫剂利用率明显受到内外扩散(外部气体与颗粒本体内部)的影响，利用率明显低。而采用粒径较小的脱硫剂粉体颗粒，尽管其内外扩散条件得到改善、脱硫剂利用率较高，但存在脱硫剂原料价格高的经济性问题。

鉴于煤粉锅炉大规模应用所面临的污染物控制需求，开发高效、投资与运行费用低的炉内脱硫技术是广大环境工作者的努力方向。

发明内容

本发明的目的是实现一种工艺简单、设备与原料制备费用低的高效煤粉炉炉内脱硫方法。

本发明提供的一种煤粉炉炉内脱硫方法，其特征在于该方法包括如下步骤：

1)将平均粒径10～200mm的生石灰颗粒倒入含水溶液中，水分与生石灰的质量比为3:1～20:1，静置5～30分钟，然后搅拌均匀，制备得到脱硫剂浆液；

2)将制备的脱硫剂浆液均匀喷入至煤粉炉内，喷入液滴平均直径不大于1mm，钙硫摩尔比为1～10，喷入位置位于煤粉燃烧区后烟气平均温度为300～1000℃温度段的空间内，进行炉内脱硫。

所述的煤粉炉炉内脱硫方法，其特征在于：所述的生石灰颗粒中CaO含量至少为80％。

所述的煤粉炉炉内脱硫方法，其特征在于，步骤1)中搅拌时间为5～30分钟。

本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：①采用经济的方法实现炉内脱硫剂粒径减小：采用本方法制备的脱硫剂浆液中，脱硫剂颗粒粒径小，平均粒径约为10微米；通过控制浆液喷入过程，实现了炉内脱硫剂颗粒尺寸细小化，显著提高其利用率。与现有炉外制备细粉脱硫剂技术相比，大幅降低脱硫剂原料制备的费用。②细小的脱硫剂颗粒在炉内具有较好的扩散性能，可在300～1000℃烟气温度范围内实现脱硫的目的，且由于其跟随性能优越，相比于较大粒度的脱硫剂，减轻了脱硫剂颗粒在锅炉尾部受热面以及SCR催化剂区的沉积程度。总之本发明与现有煤粉炉炉内脱硫技术相比，具有原料费用低、脱硫效率高、实施工艺简单的优势，可用于发电与工业过程的煤粉锅炉污染物控制环节。

具体实施方式

下面进一步说明本发明的工作过程。主要实施方式如下：

1)将平均粒径10～200mm的生石灰颗粒倒入含水溶液中，水分与生石灰的质量比为3:1～20:1，静置5～30分钟，然后搅拌均匀，搅拌时间为5～30分钟，制备得到脱硫剂浆液；

2)将制备的脱硫剂浆液均匀喷入至煤粉炉内，喷入液滴平均直径不大于1mm，钙硫摩尔比为1～10，喷入位置位于煤粉燃烧区后烟气平均温度为300～1000℃的空间内，进行炉内脱硫。

本发明所采用的生石灰颗粒中CaO含量至少为80％。

实施例：一台热功率为29MW的煤粉工业锅炉，燃煤量约为5t/h，煤中硫含量为0.6％。采用平均粒径为50mm的生石灰颗粒，CaO含量为95％。按照钙硫摩尔比为4时，生石灰的用量约为220kg/h。按照水分与生石灰质量比为5：1配制浆液，需要的水分为1.1t/h。将生石灰加入到水中，静置10分钟，然后搅拌20分钟，制备得到脱硫剂浆液。采用浆液泵将脱硫剂浆液输送至锅炉，在炉膛上部800℃烟气区域内设置脱硫剂浆液喷嘴，将脱硫剂浆液均匀喷入至烟气内，喷嘴喷出的浆液液滴平均粒径为100微米。测得脱硫效率约为75％。