[发明专利]一种燃用低热值燃料的超低排放发电系统

说明书

技术领域

本发明涉及低热值燃料燃用技术领域，具体涉及一种燃用低热值燃料的超低排放发电系统。

背景技术

我国是世界上主要的煤炭生产和消费国，也是以煤炭为主要一次能源的国家。伴随煤炭的生产和洗选，产生了大量的低热值燃料（包括矸石、洗中煤、煤泥等），如不加以利用，会占用大量土地并污染环境。由于热值低燃料折算硫分、折算灰分均很高，难以高效燃用、污染物排放量也很大。

由于煤粉锅炉对燃料有较高的要求，无法利用低热值燃料，因此传统意义上常规循环流化床锅炉被大量应用于燃用低热值燃料，其主要特点如下：

1）床温控制在850～900℃，燃烧产生的NO_x排放浓度控制在200mg/m³以下，但N₂O排放浓度较高；

2）投入石灰石可以实现炉内燃烧中脱硫，脱硫效率能使达到90%，但Ca/S摩尔比高（通常为3甚至更高），石灰石利用率低（低于40%）；

3）采用低温燃烧方式，燃烧效率较低，锅炉效率低；

4）低热值燃料的灰分高，受除尘器效率低影响，粉尘排放浓度高；

5）采用炉内脱硫后，灰渣中混入了大量CaSO₃、CaO等，加之飞灰含碳量高，灰渣不易综合利用。

由于《火电厂大气污染物排放标准》（GB13223-2011）加强了对燃煤火电厂污染物排放的限制，全国日益恶化的大气环境质量和增多的雾霾天气，使常规循环流化床锅炉利用低热值燃料时面临着巨大的环保压力。常规循环流化床锅炉的脱硫效率虽可达90%，但SO₂排放浓度低于100mg/m³很难达到，通过燃烧控制NO_x排放浓度低于100mg/m³亦难以实现，常规除尘方式要使粉尘排放达到30mg/m³甚至更低也很困难。因此，结合目前的环保形势，常规循环流化床锅炉无法满足大规模清洁利用低热值燃料的要求。

发明内容

为了解决上述现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种燃用低热值燃料的超低排放发电系统，能够经济、环保、高效的燃用低热值燃料。

为达到以上目的，本发明采用如下技术方案：

一种燃用低热值燃料的超低排放发电系统，包括依次连通的高温循环流化床锅炉A、低温除尘器B、湿法烟气脱硫系统C和湿式电除尘器D；所述高温循环流化床锅炉A所燃用的低热值燃料为收到基低位发热量4180～20900kJ/kg的矸石、煤泥、洗中煤或混煤；所述高温循环流化床锅炉A设有可控式多级供风系统A1、灰渣分级冷却及排放系统A2、低阻力布风装置A3、高效旋风分离器A4、深度脱硝系统A5和强力烟气冷却器A6；所述低阻力布风装置A3设置在高温循环流化床锅炉A的锅炉密相区1内，包括布风板A3A和低阻力钟罩式风帽A3B，低阻力钟罩式风帽A3B的运行阻力为2.5～5kPa；所述可控式多级供风系统A1设置在高温循环流化床锅炉A的锅炉密相区1，包括低阻力布风装置A3下的一次风道A1A和低阻力布风装置A3上的二次风喷口A1B；所述高效旋风分离器A4通过分离器入口烟道7和高温循环流化床锅炉A的锅炉稀相区2连通；所述灰渣分级冷却及排放系统A2包括和锅炉密相区1连通的一体布置冷渣器A2A、设置在一体布置冷渣器A2A下部的二级冷渣器A2B以及设置在高效旋风分离器A4底部回料阀10下部的循环灰冷却分配器A2C；所述深度脱硝系统A5将脱硝还原剂通过还原剂喷嘴8从分离器入口烟道7喷入；所述强力烟气冷却器A6和高效旋风分离器A4的尾部烟道12连通。

还包括和高温循环流化床锅炉A的炉膛连通的炉内喷钙脱硫系统A7，炉内喷钙脱硫系统A7将改性脱硫剂喷入炉膛。

所述高温循环流化床锅炉A采用高温循环流化床燃烧方式，燃烧温度为880～1150℃。

所述低阻力布风装置A3的一次风：二次风调节比例范围为4：6～7：3，同时二次风喷口A1B沿锅炉密相区1的高度方向多级送入，级数为2级、3级或3级以上，各级送入的二次风量根据需要独立控制。

所述高效旋风分离器A4运行阻力为0.5～1.5kPa，分离效率大于99.7%。

所述深度脱硝系统A5喷入的脱硝还原剂为氨水、尿素水溶液或液氨。

所述炉内喷钙脱硫系统A7喷入的改性脱硫剂为石灰石、电石渣或高含钙物质与NaCl的混合物，当为高含钙物质与NaCl的混合物时，脱硫剂CaO含量为52%以上，NaCl含量1～3%。