本發(fā)明涉及清潔燃燒領(lǐng)域，具體地，涉及一種燃燒煤的方法。

背景技術(shù)：

循環(huán)流化床(CFB)燃燒技術(shù)是近年發(fā)展起來(lái)的一種新型的清潔燃燒技術(shù)，在國(guó)內(nèi)外得到了廣泛應(yīng)用和大力發(fā)展。一方面循環(huán)流化床鍋爐燃料適應(yīng)性廣，可燃用一般動(dòng)力煤，也可燃用洗選下來(lái)的煤矸石、洗中煤和煤泥等；另一方面循環(huán)流化床鍋爐具有燃燒效率高，爐內(nèi)高效脫硫，并且氮氧化物(NO_x)低排放等環(huán)保特性；同時(shí)循環(huán)流化床鍋爐還具有負(fù)荷調(diào)節(jié)范圍大，低負(fù)荷穩(wěn)燃性好，灰渣易于綜合利用等優(yōu)點(diǎn)，因此循環(huán)流化床燃燒技術(shù)是目前我國(guó)燃煤技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)最適用和最現(xiàn)實(shí)的高效清潔燃燒技術(shù)。但隨著《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB13223-2011)實(shí)施SO₂、NO_x排放濃度需分別低于200mg/Nm³的標(biāo)準(zhǔn)，絕大部分已投產(chǎn)的CFB機(jī)組將存在SO₂、NO_x排放難以達(dá)標(biāo)的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是克服循環(huán)流化床鍋爐然后煤料后SO₂、NO_x排放水平難以達(dá)到國(guó)家規(guī)定的火電廠大氣污染物SO₂、NO_x排放濃度分別低于200mg/Nm³的標(biāo)準(zhǔn)的問(wèn)題，提供一種燃燒煤的方法。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種燃燒煤的方法，該方法包括：在除硫劑的存在下，使煤粉在循環(huán)流化床鍋爐中進(jìn)行燃燒，測(cè)定循環(huán)流化床鍋爐爐膛中各進(jìn)煤口處的實(shí)測(cè)溫度，并控制實(shí)測(cè)溫度比各進(jìn)煤口處實(shí)測(cè)溫度的算術(shù)平均值至少高10℃的進(jìn)煤口處的給煤量A和其余進(jìn)煤口處的給煤量B，使得A：B＝1：3-8，優(yōu)選為1：4-6。

通過(guò)上述技術(shù)方案，本發(fā)明能夠在不添加任何其它設(shè)備且保證總給煤量不變的基礎(chǔ)上，有效地降低SO₂、NO_x排放水平，以達(dá)到國(guó)家規(guī)定的火電廠大氣污染物SO₂、NO_x排放濃度分別低于200mg/Nm³的標(biāo)準(zhǔn)。

本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的具體實(shí)施方式部分予以詳細(xì)說(shuō)明。

具體實(shí)施方式

以下對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描述的具體實(shí)施方式僅用于說(shuō)明和解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明。

在本文中所披露的范圍的端點(diǎn)和任何值都不限于該精確的范圍或值，這些范圍或值應(yīng)當(dāng)理解為包含接近這些范圍或值的值。對(duì)于數(shù)值范圍來(lái)說(shuō)，各個(gè)范圍的端點(diǎn)值之間、各個(gè)范圍的端點(diǎn)值和單獨(dú)的點(diǎn)值之間，以及單獨(dú)的點(diǎn)值之間可以彼此組合而得到一個(gè)或多個(gè)新的數(shù)值范圍，這些數(shù)值范圍應(yīng)被視為在本文中具體公開。

本發(fā)明提供了一種燃燒煤的方法，該方法包括：在除硫劑的存在下，使煤粉在循環(huán)流化床鍋爐中進(jìn)行燃燒，測(cè)定循環(huán)流化床鍋爐爐膛中各進(jìn)煤口處的實(shí)測(cè)溫度，并控制實(shí)測(cè)溫度比各進(jìn)煤口處實(shí)測(cè)溫度的算術(shù)平均值至少高10℃(如10-50℃)的進(jìn)煤口處的給煤量A和其余進(jìn)煤口處的給煤量B，使得A：B＝1：3-8，優(yōu)選為1：4-6。其中，總給煤量＝給煤量A+給煤量B，且給煤量A的各進(jìn)煤口處的給煤量占總給煤量(即給煤量A+給煤量B)的百分比優(yōu)選相差不超過(guò)5％，同樣地，給煤量B的各進(jìn)煤口處的給煤量占總給煤量的百分比優(yōu)選相差不超過(guò)5％。

其中，進(jìn)煤口是指添加煤的落煤管靠近爐膛內(nèi)一側(cè)的出口；算術(shù)平均值是指將所有數(shù)字加起來(lái)再除以數(shù)字的個(gè)數(shù)所得到的均值；測(cè)量爐膛中各進(jìn)煤口處實(shí)際溫度的方法可以為在各進(jìn)煤口處埋設(shè)熱電偶(可購(gòu)自安徽藍(lán)德集團(tuán)股份有限公司)；控制各處給煤量不同的方法可以通過(guò)控制各進(jìn)煤口處的給煤量來(lái)進(jìn)行，具體地，可以通過(guò)改變各給煤機(jī)的轉(zhuǎn)速來(lái)調(diào)整進(jìn)煤口的給煤量。

根據(jù)本發(fā)明，對(duì)燃燒的條件沒(méi)有特別的限定，只要能夠使煤正常燃燒即可。優(yōu)選地，所述燃燒的條件包括：各進(jìn)煤口處的實(shí)測(cè)溫度各自(即相同或不同地)為790-955℃，過(guò)量空氣系數(shù)為0.8-1.4。更優(yōu)選地，所述燃燒的條件包括：各進(jìn)煤口處的實(shí)測(cè)溫度各自(即相同或不同地)為830-920℃，過(guò)量空氣系數(shù)為1-1.2。其中，過(guò)量空氣系數(shù)是指燃燒1kg燃料實(shí)際供給的空氣質(zhì)量與理論上完全燃燒1kg燃料所需的空氣質(zhì)量的比值；通常情況下，理論上完全燃燒1kg煤粉所需的空氣質(zhì)量為0.15-0.2kg。

根據(jù)本發(fā)明，對(duì)總給煤量沒(méi)有特別的限定，可以為本領(lǐng)域常用的總給煤量。優(yōu)選地，相對(duì)于容積為1m³的循環(huán)流化床鍋爐爐膛，總給煤量為0.01-0.125t/h，更優(yōu)選為0.05-0.1t/h。

根據(jù)本發(fā)明，對(duì)煤粉的大小沒(méi)有特別的限定，可以為本領(lǐng)域常用的煤粉。優(yōu)選地，所述煤粉中粒徑在10mm以下(如0.01-10mm)的煤粉的含量為90重量％以上，更優(yōu)選為95-100重量％。

根據(jù)本發(fā)明，對(duì)除硫劑的種類、大小和用量沒(méi)有特別的限定，只要能夠達(dá)到除硫的效果即可。優(yōu)選地，所述除硫劑為碳酸鈣和/或氧化鈣。其中，碳酸鈣可以由石灰石提供。優(yōu)選地，除硫劑中粒徑在1.5mm以下(如0.01-1.5mm)的除硫劑的含量為90重量％以上，更優(yōu)選為95-100重量％。優(yōu)選地，煤粉和除硫劑的重量比為1：0.02-0.2，更優(yōu)選為1：0.05-0.1；即鈣硫比(除硫劑中鈣元素和煤粉中硫元素的摩爾比)約為1：1-10。

根據(jù)一種優(yōu)選的實(shí)施方式，其中，所述循環(huán)流化床鍋爐具有六個(gè)進(jìn)煤口，各進(jìn)煤口處實(shí)測(cè)溫度的算術(shù)平均值為860-870℃，測(cè)得爐膛內(nèi)六個(gè)進(jìn)煤口處的溫度分別為835-845℃、850-860℃、890-900℃、895-905℃、855-865℃和830-840℃，調(diào)節(jié)六個(gè)進(jìn)煤口的給煤量使其占總給煤量的百分比分別為20-22％、17-19％、10-12％、9-11％、18-20％和20-22％，相對(duì)于容積為1m³的循環(huán)流化床鍋爐爐膛，總給煤量為0.05-0.1t/h。

以下將通過(guò)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。

以下實(shí)施例中，煤粉(粒徑在10mm以下的煤粉的含量為98重量％，含碳90重量％，含氮0.98重量％，含硫0.45重量％)購(gòu)自神華神東煤炭集團(tuán)，理論上完全燃燒1kg煤粉所需的空氣質(zhì)量為0.18kg；石灰石(碳酸鈣的含量為90重量％，粒徑在1.5mm以下的石灰石的含量為98重量％)購(gòu)自山西保德騰飛有限公司；循環(huán)流化床鍋爐(具有六個(gè)進(jìn)煤口，爐膛容積為800m³)購(gòu)自東方電氣集團(tuán)東方鍋爐股份有限公司，型號(hào)為DG520/13.7Ⅱ1；測(cè)溫所使用的熱電偶購(gòu)自安徽藍(lán)德集團(tuán)股份有限公司；測(cè)量NO_x和SO₂排放量的裝置為SCS-900煙氣連續(xù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，購(gòu)自北京雪迪龍科技股份有限公司。

實(shí)施例1

向循環(huán)流化床鍋爐爐膛中連續(xù)加入煤粉(總給煤量為43.2t/h)和石灰石(2.35t/h)，過(guò)量空氣系數(shù)為1.2，用熱電偶測(cè)得六個(gè)進(jìn)煤口的溫度分別為836℃、853℃、890℃、895℃、851℃和830℃，各進(jìn)煤口處實(shí)測(cè)溫度的算術(shù)平均值為859℃，調(diào)節(jié)六個(gè)進(jìn)煤口的給煤量使其占總給煤量的百分比分別為22％、19％、8％、10％、20％和21％。測(cè)得NO_x和SO₂排放量分別為176mg/Nm³和169mg/Nm³。

實(shí)施例2

向循環(huán)流化床鍋爐爐膛中連續(xù)加入煤粉(總給煤量為45.4t/h)和石灰石(3.37t/h)，過(guò)量空氣系數(shù)為1.1，用熱電偶測(cè)得六個(gè)進(jìn)煤口的溫度分別為850℃、861℃、869℃、871℃、862℃和848℃，各進(jìn)煤口處實(shí)測(cè)溫度的算術(shù)平均值為860℃，調(diào)節(jié)六個(gè)進(jìn)煤口的給煤量使其占總給煤量的百分比分別為21％、19％、10％、10％、20％和20％。測(cè)得NO_x和SO₂排放量分別為179mg/Nm³和174mg/Nm³。

實(shí)施例3

向循環(huán)流化床鍋爐爐膛中連續(xù)加入煤粉(總給煤量為63.5t/h)和石灰石(4.6kg/h)，過(guò)量空氣系數(shù)為1.2，用熱電偶測(cè)得六個(gè)進(jìn)煤口的溫度分別為852℃、884℃、915℃、920℃、879℃和859℃，各進(jìn)煤口處實(shí)測(cè)溫度的算術(shù)平均值為885℃，調(diào)節(jié)六個(gè)進(jìn)煤口的給煤量使其占總給煤量的百分比分別為20％、20％、10％、9％、20％和21％。測(cè)得NO_x和SO₂排放量分別為183mg/Nm³和177mg/Nm³。

實(shí)施例4

向循環(huán)流化床鍋爐爐膛中連續(xù)加入煤粉(總給煤量為64t/h)和石灰石(5.4kg/h)，過(guò)量空氣系數(shù)為1.1，用熱電偶測(cè)得六個(gè)進(jìn)煤口的溫度分別為865℃、876℃、903℃、910℃、874℃和869℃，各進(jìn)煤口處實(shí)測(cè)溫度的算術(shù)平均值為883℃，調(diào)節(jié)六個(gè)進(jìn)煤口的給煤量使其占總給煤量的百分比分別為22％、20％、8％、7％、21％和22％。測(cè)得NO_x和SO₂排放量分別為182mg/Nm³和173mg/Nm³。

實(shí)施例5

按照實(shí)施例1的方法燃燒煤，不同的是，調(diào)節(jié)六個(gè)進(jìn)煤口的給煤量使其占總給煤量的百分比分別為18％、16％、12％、13％、17％和19％。測(cè)得NO_x和SO₂排放量分別為194mg/Nm³和183mg/Nm³。

實(shí)施例6

按照實(shí)施例1的方法燃燒煤，不同的是，調(diào)節(jié)六個(gè)進(jìn)煤口的給煤量使其占總給煤量的百分比分別為23％、19％、6％、7％、23％和22％。測(cè)得NO_x和SO₂排放量分別為191mg/Nm³和186mg/Nm³。

實(shí)施例7

按照實(shí)施例1的方法燃燒煤，不同的是，過(guò)量空氣系數(shù)為1.4。測(cè)得NO_x和SO₂排放量分別為193mg/Nm³和190mg/Nm³。

對(duì)比例1

按照實(shí)施例1的方法燃燒煤，不同的是，六個(gè)進(jìn)煤口的給煤量相等。測(cè)得NO_x和SO₂排放量分別為260mg/Nm³和237mg/Nm³。

對(duì)比例2

按照實(shí)施例3的方法燃燒煤，不同的是，六個(gè)進(jìn)煤口的給煤量相等。測(cè)得NO_x和SO₂排放量分別為271mg/Nm³和254mg/Nm³。

從實(shí)施例1-7中可以看出，使用本發(fā)明的方法燃燒煤，尾氣中NO_x和SO₂排放量達(dá)到了國(guó)家規(guī)定的火電廠大氣污染物SO₂、NO_x排放濃度分別低于200mg/Nm³的標(biāo)準(zhǔn)。特別地，比較實(shí)施例1和對(duì)比例1以及實(shí)施例3和對(duì)比例2可以看出，本發(fā)明的方法能夠在不添加任何其它設(shè)備且保證總給煤量不變的基礎(chǔ)上，有效地降低SO₂、NO_x排放水平，取得了意料不到的技術(shù)效果。此外，比較實(shí)施例1與實(shí)施例5-6可以看出，當(dāng)給煤量A和B的比值在本發(fā)明的優(yōu)選范圍內(nèi)時(shí)效果更好；比較實(shí)施例1與實(shí)施例7可以看出，當(dāng)過(guò)量空氣系數(shù)在本發(fā)明的優(yōu)選范圍內(nèi)時(shí)效果也更好。

以上詳細(xì)描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，但是，本發(fā)明并不限于上述實(shí)施方式中的具體細(xì)節(jié)，在本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思范圍內(nèi)，可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行多種簡(jiǎn)單變型，這些簡(jiǎn)單變型均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。

另外需要說(shuō)明的是，在上述具體實(shí)施方式中所描述的各個(gè)具體技術(shù)特征，在不矛盾的情況下，可以通過(guò)任何合適的方式進(jìn)行組合，為了避免不必要的重復(fù)，本發(fā)明對(duì)各種可能的組合方式不再另行說(shuō)明。

此外，本發(fā)明的各種不同的實(shí)施方式之間也可以進(jìn)行任意組合，只要其不違背本發(fā)明的思想，其同樣應(yīng)當(dāng)視為本發(fā)明所公開的內(nèi)容。