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摘要:循環流化床鍋爐(簡稱CFB鍋爐)爐內燃燒脫硫,要求鍋爐燃燒溫度830℃～875℃,鍋爐在此溫度范圍內運行,飛灰含碳量大,影響燃燒效率。為兼顧燃燒效率,提出提高CFB鍋爐的燃燒溫度,因溫度提高降低的爐內脫硫效率,由鍋爐尾部煙氣脫硫補充,形成一種爐內燃燒脫硫與煙氣脫硫結合、優勢互補的CFB鍋爐綜合脫硫工藝。

關鍵詞:CFB鍋爐;綜合;工藝;分析

一、CFB鍋爐是20世紀80年展起來的新一代燃煤流化床鍋爐,具有高效和低污染的特點

(1)床內具有很大的熱容量,床內混合好,燃料適應性強,包括劣質燃料的良好適應性;CFB鍋爐的運行溫度為830℃～875℃,適應燃料燃燒過程脫硫,可降低SO2的排放;(2)循環流化床采用低溫分段送風燃燒,使燃燒在低的過量空氣系數下運行,由爐底到爐頂的燃燒氣氛從還原性氣氛過度到氧化性氣氛,有效降低了NOx的生成與排放;(3)CFB鍋爐內高的循環物料,強化傳熱鍋爐負荷適應范圍廣,能在40%負荷下保持額定蒸汽參數;(4)影響脫硫效果的顯著因素有:流化床溫度、脫硫劑的數量。

1)流化床溫度對脫硫效果的影響,主要體現在反應的溫度特性上。當溫度低于750℃時,石灰石不再進行煅燒分解反應,脫硫反應幾乎不再進行。而當溫度高于1000℃時,硫酸鹽將開始分解,不能達到固硫的效果。所以,根據反應的溫度特性及實際運行實踐,床溫以825℃～875℃為宜。當床溫超出該范圍時,脫硫效果將大幅降低。2)脫硫劑的數量用鈣硫摩爾比表示:隨著Ca/S比的增加,脫硫效果增加。對于CFB鍋爐,Ca/S=2.0時,一般可達到90%的脫硫效率。3)CFB鍋爐達到90%脫硫效率適宜的條件為:鈣硫比:不小于2;床層溫度:830℃～875℃;石灰石粒徑:0～2.0mm。

二、CFB鍋爐綜合脫硫工藝的特點及可行性分析

1.CFB鍋爐綜合脫硫工藝具有以下特點。爐內脫硫與爐后煙氣脫硫結合,充分利用爐內脫硫與煙氣脫硫的優勢;爐前加石灰石作為脫硫劑,爐內燃燒脫硫后,利用飛灰中的未反應氧化鈣,進行爐后煙氣脫硫,充分利用脫硫劑,降低鈣硫比(小于1.2),減少脫硫劑費用(降低40%以上);CFB鍋爐爐內加石灰石,粒徑較粗,石灰石制備耗電省,經濟。綜合脫硫工藝中,所選用的煙氣脫硫裝置投資小,脫硫成本低,符合國情。技術指標:脫硫效率:90%;鈣硫比:~1.5。

2.可行性分析。當鈣硫比大于2時,除塵灰中含有大量的氧化鈣,并隨除塵灰一起排放,造成脫硫劑的浪費;過多的使用脫硫劑,會增加二氧化碳的排放,增加大氣額外的污染。

為降低SO2的排放,CFB鍋爐運行的溫度為830℃～875℃以適應燃料燃燒過程脫硫。燃燒溫度較低,鍋爐燃燒效率受影響,飛灰含碳量增加,若將燃燒溫度提高到950℃,鍋爐飛灰含碳量降低、燃燒效率提高。

三、CFB鍋爐綜合脫硫工藝的實施方案

1.燃燒脫硫+尾部增濕活化(半干法)是指CFB鍋爐爐內加入石灰石進行燃燒脫硫,然后利用爐內未完全反應的脫硫劑(石灰),在鍋爐尾部煙道噴入水或水蒸汽,適當降低煙氣溫度(高于煙氣絕熱飽和溫度),尾部進一步進行煙氣脫硫。該工藝雷同爐內噴鈣尾部增濕活化法(LIFAC法),但CFB鍋爐燃燒脫硫+尾部增濕活化脫硫,爐內加入的石灰石粒徑粗,制粉耗電少,因而比LIFAC經濟。

2.燃燒脫硫+煙氣流化床脫硫除塵一體凈化(濕法)是指先在循環流化床爐內加入石灰石進行燃燒脫硫,然后再利用爐內未完全反應的石灰,進行煙氣脫硫除塵一體凈化。煙氣流化床脫硫除塵一體凈化技術是山東工業大學熱能與環保工程研究中心開發的煙氣脫硫技術。

3.煙氣流化床脫硫除塵一體凈化技術的工藝特點。采用流化床技術、氣膜傳質系數大流化床煙氣凈化設備的關鍵部件是布風板,煙氣經布風板后,煙氣被細分為細小氣柱,氣柱沖擊洗滌液,又被破碎成細小的氣泡,氣泡與液滴相互作用,反復合并,破碎,促使氣液接觸面積大,氣膜薄,湍流度大,從而減小氣膜傳質阻力,使煙氣中的SO2氣體,更容易擴散到洗滌液中,這是高脫硫率的關鍵所在。新晨：

四、結論

該綜合脫硫工藝,其尾部脫硫為濕法,特點是脫硫除塵一體化,投資低,除塵效率高。