專利名稱：：一種鍋爐煙氣凈化方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種改進(jìn)工業(yè)鍋爐燃燒及排放的方法，特別涉及一種降低鍋爐煙氣中有害物質(zhì)的方法。
背景技術(shù)：
：在摻燒高爐煤氣的鍋爐燃燒中，一些單質(zhì)元素被氧化形成酸性物質(zhì)，例如S03、N0、N02、HC1、HF。為了使由高酸性氣體引起的局部酸雨和其它問(wèn)題得到最大的控制，降低鍋爐煙氣中的氮氧化物和硫化物等酸性物質(zhì)成為工業(yè)鍋爐煙氣治理的重要任務(wù)。N0和N02被稱為NOx，為了使鍋爐煙氣中的NOx得到控制，主要措施是從源頭降低和減少NOx產(chǎn)生?，F(xiàn)有的方法是在燃煤鍋爐內(nèi)保持原鍋爐燃燒狀態(tài)，通過(guò)引入外部熱源來(lái)實(shí)現(xiàn)分級(jí)燃燒，采用此方法可以減少N0x約30。/。左右。鍋爐煙氣中的硫化物主要因含硫燃料或廢物的燃燒而產(chǎn)生。現(xiàn)有技術(shù)中，對(duì)降低煙氣中的硫化物主要采用的方法有干法煙氣脫硫、半干法煙氣脫硫和濕法煙氣脫硫，上述方法的基本原理都是使煙氣中的S02與堿發(fā)生中和反應(yīng)。比較常用的堿性物質(zhì)有石灰石(碳酸鈣CaC03)、生石灰(氧化鈣CaO)、熟石灰(氫氧化鈣Ca(OH)2)等。干法煙氣脫硫和半干法煙氣脫硫都是使S02在固體堿性物質(zhì)濕潤(rùn)的表面發(fā)生反應(yīng)，從而達(dá)到去除煙氣中硫化物的目的，比較常用的方法主要有旋轉(zhuǎn)噴霧干燥法、干燥噴入法等。這兩種方法的缺點(diǎn)是脫硫效率較低。濕法脫硫技術(shù)是指通過(guò)使煙氣中的S02與堿性溶液發(fā)生反應(yīng)，從而去除煙氣中硫化物的方法。濕法脫硫技術(shù)脫硫效率較高，吸收劑的利用率也比較高，但是其缺點(diǎn)在于投資費(fèi)用較高，設(shè)備運(yùn)行成本較大。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種鍋爐煙氣凈化方法，可以在保持較低成本的前提下，較高效率的脫出鍋爐煙氣中的氮氧化物和硫氧化物。本發(fā)明的構(gòu)思如下1、采用分級(jí)燃燒法脫除煙氣中的氮氧化物。分級(jí)燃燒法是一個(gè)使燃料分階段燃燒的過(guò)程在空氣不充足的情況下，燃料不完全燃燒的階段稱為富-燃料階段；在有足夠的氧氣的情況下，燃料能夠充分燃燒的階段成為貧-燃料階段。煤中(混合高爐氣)所含的氮，叫做燃料氮。當(dāng)煤燃燒的時(shí)候，氮主要轉(zhuǎn)化成HCN被釋放出來(lái)。當(dāng)存在過(guò)量的氧氣HCN首先被氧化成NO，而在缺乏氧氣的情況下，HCN將會(huì)與N0反應(yīng)生成N2。這個(gè)還原反應(yīng)能在燃燒中減少N02的生成。因此，在富-燃料階段的還原環(huán)境中，可以達(dá)到降低煙氣中氮氧化物的目的。而在富-燃料階段結(jié)束后，煙氣中剩余的未燃燃料可以在貧-燃料階段的氧化環(huán)境中，得到充分燃燒。在分級(jí)燃燒法中，既要在鍋爐下部區(qū)域控制氧氣的量，使之形成富-燃料階段，又要保證鍋爐內(nèi)氧氣的量從而來(lái)保障燃料的燃燒程度以及降低爆炸的風(fēng)險(xiǎn)。具體措施為控制鍋爐下部區(qū)域氧氣的量，將多余的空氣抽出，將抽出的多余空氣通過(guò)專用設(shè)施高速增壓噴射注入鍋爐上部區(qū)域，從而在鍋上部區(qū)域形成一個(gè)高速增壓空氣的紊流，形成貧-燃料階段的氧化環(huán)境，使未燃燃料得到充分燃燒，提高能源利用效率。2、在形成的高速增壓空氣的紊流區(qū)，再噴入石灰石來(lái)脫除煙氣中的硫化物。在爐膛內(nèi)，由于含硫燃料的燃燒，鍋爐煙氣中還會(huì)含有大量的S02和S03?？梢詫掍撌疑a(chǎn)中副產(chǎn)物石灰石泥槳注入到鍋爐上部形成的高速增壓空氣的紊流區(qū)，使煙氣中的S02和S03與注入的石灰石泥漿充分結(jié)合，在以廢治廢降低脫硫成本的同時(shí)，提高了鍋爐煙氣中硫化物的脫除效率。本發(fā)明的技術(shù)方案為一種鍋爐煙氣凈化方法，包括以下步驟從燃煤鍋爐的二次風(fēng)中抽出25%50%的風(fēng)量，將其高速噴入鍋爐上部。在燃煤鍋爐的二次風(fēng)中抽出25%50%的風(fēng)量，可以使鍋爐中下部煙氣流速降低，使各種物質(zhì)在爐內(nèi)部停留時(shí)間延長(zhǎng)，大量抽出二次風(fēng)，使鍋爐內(nèi)形成了更強(qiáng)烈的還原氣氛，有利于更加高效率的將鍋爐中的酸性氣體N(X還原為&;而將此抽出的25%50%的二次風(fēng)高速噴入鍋爐上部，可以在鍋爐上部形成強(qiáng)大的渦流，從而使混合高爐煤氣燃料與空氣充分混合，迅速燃燒，改善氣體的溫度分布、熱能吸收、CO的氧化，最終達(dá)到降低煙氣的酸性的目的。優(yōu)選地，噴入的位置位于鍋爐前墻上折焰角下方。二次風(fēng)的噴入位置位于鍋爐前墻或側(cè)墻上折焰角下方，可以使鍋爐的負(fù)荷降低。優(yōu)選地，噴入的速度至少為80m/s。優(yōu)選地，采用至少二排噴口，不對(duì)稱噴射方式噴入。用高壓風(fēng)機(jī)將抽取的二次風(fēng)噴到鍋爐上部。優(yōu)選地，同時(shí)噴入石灰石作為硫吸附劑。優(yōu)選地，噴入的石灰石為石灰石泥槳或石灰石粉。在一個(gè)強(qiáng)空氣分級(jí)燃燒(燃料中混合高爐氣)的鍋爐中，由于有二次風(fēng)以足夠高的速度被注射入鍋爐上部，形成了足夠高動(dòng)能的紊流，從而可以促進(jìn)爐膛上部物質(zhì)的混合。將石灰石泥漿或石灰石粉在鍋爐上部噴口注射入爐膛內(nèi)，使石灰石泥漿/粉隨著爐膛內(nèi)再次注入的二次風(fēng)所形成的空氣紊流與鍋爐內(nèi)上升的煙氣進(jìn)行充分混合，與S02和S03發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，從而達(dá)到鍋爐煙氣脫硫的目的。煉鋼副產(chǎn)物石灰石泥槳是液體形狀，主要成分為55%以上的CaC03，和30%的CaO，其反應(yīng)機(jī)理為CaC03——Ca0+C02Ca0+S02+l/202-CaS04石灰石泥漿中還有20%左右的Mg0也可發(fā)揮脫硫劑的作用，與二氧化硫反應(yīng)生成硫酸鎂，反應(yīng)機(jī)理為Mg0+S02+l/202-MgS04優(yōu)選地，噴入石灰石的位置與噴入二次風(fēng)的位置在同一高度或在其上方。噴入石灰石泥漿/粉的位置與噴入二次風(fēng)的位置在同一高度或者在二次風(fēng)的上方，并且沿高速二次風(fēng)的正切方向注射進(jìn)入爐膛中，可以使石灰石泥漿/粉隨著二次風(fēng)形成的高速空氣紊流更充分的與鍋爐煙氣混合而發(fā)生反應(yīng)。優(yōu)選地，噴入的石灰石泥漿或石灰石粉溫度為9801100°C。優(yōu)選地，二次風(fēng)噴口和石灰石噴口都采用可調(diào)節(jié)噴口。在具體的選擇上，取決于鍋爐和燃燒器的配置、溫度、燃料和各種各樣的其他因素，只要在鍋爐上部產(chǎn)生充足的爐膛內(nèi)紊流來(lái)加強(qiáng)下游混合，富有氧氣的燃燒階段和吸附劑射入階段可以是相同或完全分離。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下有益效果1.二次風(fēng)抽氣量大，形成更強(qiáng)烈的還原性氣氛，直接降低了鍋爐煙氣中50%的氮氧化物，且使鍋爐內(nèi)空氣流速降低，從而直接提高了還原性氣氛的保持時(shí)間。2.噴口位置高，呈非對(duì)稱設(shè)置，將抽出的氣體高壓高速射入爐膛(燃料混合高爐氣)，在爐膛(燃料混合高爐氣)上部形成強(qiáng)烈渦流，燃燼效率更高，使燃料，煙氣成分中的各種物質(zhì)充分混合，從而提高鍋爐燃燒效率；同時(shí)也增強(qiáng)了輻射換熱和對(duì)流換熱的效果，提高熱效率，避免了其他分級(jí)技術(shù)對(duì)燃燒的影響。3.在形成的高速增壓空氣的紊流區(qū)噴入石灰石泥漿/粉，提高脫硫率達(dá)75%--82%。4.本發(fā)明的實(shí)施無(wú)需增加任何額外設(shè)備，工序簡(jiǎn)單，易于操作。圖1為本發(fā)明鍋爐的二次風(fēng)的抽取位置示意圖。圖2為本發(fā)明石灰石泥漿/粉隨著二次風(fēng)注入鍋爐位置的示意圖。具體實(shí)施例方式一種鍋爐煙氣凈化方法，主要包含以下步驟(1)從燃煤鍋爐的二次風(fēng)中抽出30°/。的風(fēng)量，將其高速噴入鍋爐上部。二次風(fēng)噴入的位置位于鍋爐前墻或側(cè)墻上折焰角下方。噴入的速度為150m/s，采用二排\14個(gè)噴口以不對(duì)稱噴射方式噴入。(2)同時(shí)噴入煉鋼用副產(chǎn)物石灰石泥漿作為硫吸附劑。噴入石灰石泥漿的位置與噴入二次風(fēng)的位置在同一高度或在其上方，石灰石泥漿溫度為9801IO(TC。二次風(fēng)噴口和石灰石泥漿噴口都采用可調(diào)節(jié)噴口。如圖1所示，在位置1處，抽取燃煤鍋爐的二次風(fēng)30%的風(fēng)量，可以使鍋爐中下部煙氣流速降低，使各種物質(zhì)在爐內(nèi)部停留時(shí)間延長(zhǎng)，從而形成了更強(qiáng)烈的還原氣氛，有利于更加高效率的將鍋爐中的酸性氣體Na還原為N2。而將此抽出的30%的二次風(fēng)利用高壓風(fēng)機(jī)3高速噴入鍋爐上部2處，可以在鍋爐上部形成強(qiáng)大的渦流，使混合高爐煤氣燃料與空氣充分混合，迅速燃燒，進(jìn)而改善氣體的溫度分布、熱能吸收、C0的氧化，最終達(dá)到降低煙氣的酸性的目的。如圖1所示，二次風(fēng)的抽取位置1位于鍋爐下方，噴入位置2位于鍋爐前墻上折焰角下方，可以使鍋爐的負(fù)荷降低。如圖2所示，同時(shí)在鍋爐上部噴口4注射石灰石泥槳/粉，使注入的石灰石泥漿/粉與爐膛內(nèi)上升的煙氣借助二次風(fēng)產(chǎn)生的渦流而進(jìn)一步混合，可以有效的與S02和S03發(fā)生反應(yīng)，從而進(jìn)一步對(duì)鍋爐中的煙氣進(jìn)行脫硫。煉鋼副產(chǎn)物石灰石泥漿是液體形狀，主要成分是55%以上的CaC03,和30%的CaO，與二氧化硫反應(yīng)生成硫酸鈣，其反應(yīng)機(jī)理為CaC03——CaO+C02CaO+S02+l/202-CaS04石灰石泥漿中還有20%左右的MgO也可發(fā)揮脫硫吸附劑作用，與二氧化硫反應(yīng)生成硫酸鎂，反應(yīng)機(jī)理為Mg0+S02+l/202——MgS04本發(fā)明實(shí)施例的具體參數(shù)如表l、表2、表3和表4所示。表1煤質(zhì)分析蘊(yùn)份藩單位重量揮發(fā)性物質(zhì)[重量百分比]27.33固定碳[重量百分比]47.67水汽[重量百分比]14飛灰[重量百分比]11HHV(較高熱值)[千焦/千克]23919C[重量百分比]60.33H[重量百分比]3.62S[重量百分比]0.410[重量百分比]9.94<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>表3.高爐煤氣參數(shù)<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>最低脫硝率為50%表5系統(tǒng)參數(shù)<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>本發(fā)明采用上述技術(shù)方案，可以使鍋爐煙氣的脫硫率達(dá)到80%，脫硝率達(dá)到50%，同時(shí)，降低了鍋爐出口的過(guò)剩氧系數(shù)，也降低了煙氣中CO含量和飛灰中含碳量，改善了鍋爐出口氣溫偏差。權(quán)利要求1.一種鍋爐煙氣凈化方法，其特征在于包括以下步驟從燃煤鍋爐的二次風(fēng)中抽出25％～50％的風(fēng)量，將其高速噴入鍋爐上部。2.如權(quán)利要求1所述的鍋爐煙氣凈化方法，其特征在于噴入的位置位于鍋爐前墻或側(cè)墻上折焰角下方。3.如權(quán)利要求1或2所述的鍋爐煙氣凈化方法，其特征在于噴入的速度至少為80m/s。4.如權(quán)利要求3所述的鍋爐煙氣凈化方法，其特征在于采用至少二排噴口，不對(duì)稱噴射方式噴入。5.如權(quán)利要求4所述的鍋爐煙氣凈化方法，其特征在于同時(shí)噴入石灰石作為硫吸附劑。6.如權(quán)利要求5所述的鍋爐煙氣凈化方法，其特征在于噴入石灰石的位置與噴入二次風(fēng)的位置在同一高度或在其上方。7.如權(quán)利要求6所述的鍋爐煙氣凈化方法，其特征在于噴入的石灰石為石灰石泥漿或石灰石粉。8.如權(quán)利要求7所述的鍋爐煙氣凈化方法，其特征在于噴入的石灰石泥漿或石灰石粉溫度為9801100°C。9.如權(quán)利要求8所述的鍋爐煙氣凈化方法，其特征在于二次風(fēng)噴口和石灰石噴口都采用可調(diào)節(jié)噴口。全文摘要本發(fā)明公開(kāi)了一種鍋爐煙氣凈化方法，包括以下步驟從燃煤鍋爐的二次風(fēng)中抽出25％～50％的風(fēng)量，將其高速噴入鍋爐上部，噴入的位置位于鍋爐前墻或側(cè)墻上折焰角下方，噴入的速度至少為80m/s，采用至少二排噴口，以不對(duì)稱噴射方式噴入。同時(shí)噴入溫度為980～1100℃的煉鋼用副產(chǎn)物石灰石泥漿/粉作為硫吸附劑。噴入石灰石泥漿/粉的位置與噴入二次風(fēng)的位置在同一高度或在其上方。二次風(fēng)噴口和石灰石噴口都采用可調(diào)節(jié)噴口。本發(fā)明采用分級(jí)燃燒與利用煉鋼用副產(chǎn)物作為脫硫吸附劑相結(jié)合的技術(shù)方案，既可以有效的降低鍋爐煙氣中酸性物質(zhì)，脫硫脫硝的效果良好，同時(shí)也降低了生產(chǎn)成本。文檔編號(hào)F23J15/02GK101619856SQ20081003979公開(kāi)日2010年1月6日申請(qǐng)日期2008年6月30日優(yōu)先權(quán)日2008年6月30日發(fā)明者劉貴蘇,劉道清,宗仰煒,布萊恩·辛吉斯,朱基木,沈曉林,石洪志,胡平崗,陳大維申請(qǐng)人:寶山鋼鐵股份有限公司;摩博泰科(美國(guó))有限公司