淺析循環(huán)流化床鍋爐爐內(nèi)脫硫技術(shù)

吳凡

【摘 要】 針對第二熱電廠成功改造與應(yīng)用循環(huán)流化床鍋爐顱內(nèi)脫硫技術(shù)分析了循環(huán)流化床鍋爐的特點(diǎn)和脫硫原理探討了循環(huán)流化床鍋爐爐內(nèi)添加石灰石脫硫系統(tǒng)中存在的問題及影響脫硫效率的因素提出提高循環(huán)流化床鍋爐爐內(nèi)脫硫效率的措施。

【關(guān)鍵詞】 循環(huán)流化床鍋爐 爐內(nèi)脫硫 脫硫效率 脫硫劑添加方式

中國是世界上最大的煤炭生產(chǎn)和消費(fèi)國。在取得經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的同時(shí)也承受著巨大的環(huán)境壓力SO2排放量從2004年之后達(dá)到2255萬t目前居世界第一位。所以國家對環(huán)保方面越來越重視也對火力發(fā)電廠的煙氣排放標(biāo)準(zhǔn)要求越來越嚴(yán)格。循環(huán)流化床（CFB）燃燒技術(shù)是最近幾十年發(fā)展起來的一種新型燃燒技術(shù)，由于循環(huán)流化床鍋爐具有燃料適應(yīng)性廣、燃燒效率高、高效脫硫的特點(diǎn)因此近年來有了很大的發(fā)展。

1 循環(huán)流化床燃燒特點(diǎn)和脫硫原理

1.1 循環(huán)流化床燃燒優(yōu)點(diǎn)

（1）循環(huán)流化床燃燒技術(shù)具有一些常規(guī)的煤燃燒技術(shù)（如層燃和煤粉燃燒）所不具備的優(yōu)點(diǎn)，如具有脫硫脫硝功能燃料適應(yīng)性強(qiáng)，可燃燒劣質(zhì)煤，負(fù)荷調(diào)節(jié)性能強(qiáng)等。由于循環(huán)流化床燃燒溫度正好是石灰石/石灰脫硫反應(yīng)的最佳溫度，因而在床內(nèi)加入石灰石或白云石可有效地脫除在燃燒過程中生成的SO2。（2）燃料適應(yīng)性強(qiáng)。由于循環(huán)流化床床內(nèi)惰性物料的巨大熱容量，以及流態(tài)燃燒過程中十分良好的傳熱、傳質(zhì)和混合過程，因此循環(huán)流化床雖然是一種低溫燃燒方式，但它卻可以燃用一切種類的燃料并達(dá)到較高的燃燒效率。

1.2 循環(huán)流化床燃燒脫硫原理

循環(huán)流化床燃燒脫硫技術(shù)是指在循環(huán)流化床鍋爐中將石灰石（石灰）等原料給入鍋爐內(nèi)，在爐內(nèi)與燃料同時(shí)燃燒，在800～900℃時(shí)，石灰石受熱分解成CO2，及多孔CaO，CaO與SO2發(fā)生反應(yīng)生成CaSO4。由于循環(huán)流化床鍋爐帶有高溫除塵器（旋風(fēng)分離器），可使飛出去的未完全反應(yīng)的脫硫劑又返回爐膛循環(huán)利用同時(shí)，循環(huán)流化床較低的燃燒溫度確保CaO不會燒結(jié)，從而提高了脫硫效率。

2 脫硫系統(tǒng)簡述

2.1 脫硫系統(tǒng)改造

第二熱電廠煙氣脫硫系統(tǒng)曾經(jīng)一直沿用非獨(dú)立式的給煤口給入方式一直以來脫硫效率不穩(wěn)定。為此特地對系統(tǒng)進(jìn)行改造使其改為獨(dú)立式的給煤口給入。

2.2 工藝流程介紹

第二熱電廠煙氣脫硫系統(tǒng)有兩部分組成分別是儲輸灰系統(tǒng)和固硫劑給入系統(tǒng)。

2.3 儲輸灰系統(tǒng)

該系統(tǒng)使用我廠自制DCS控制。它由一個(gè)滿載儲量為120t的儲存罐來實(shí)現(xiàn)全廠脫硫系統(tǒng)的脫硫劑供給當(dāng)儲存罐脫硫劑量不能滿足三臺35t/h鍋爐和一臺75t/h鍋爐24小時(shí)的用量時(shí)會及時(shí)通過罐裝車對罐內(nèi)進(jìn)行脫硫劑的補(bǔ)給。儲輸送系統(tǒng)的輸送方式為氣力輸送它是以空壓機(jī)作為動(dòng)力源3#倉泵經(jīng)管路進(jìn)行灰料輸送將灰料由管道輸送至1#、2#、3#、4#爐前小型儲灰罐。

2.4 鍋爐固硫劑給入系統(tǒng)

我廠鍋爐爐內(nèi)脫硫均采用獨(dú)立螺旋給料方式通過螺旋將固硫劑給入爐膛內(nèi)部。且在爐前小型儲灰罐與插板閥間裝設(shè)了星型變頻給料機(jī)如下圖所示。通過系統(tǒng)改造確定了合理的脫硫劑給入位置完善了脫硫劑輸送系統(tǒng)自動(dòng)連續(xù)控制。脫硫劑輸送系統(tǒng)中影響脫硫效率的主要有脫硫劑粉吸水出現(xiàn)板結(jié)、堵塞及定量、連續(xù)輸送系統(tǒng)的自動(dòng)控制問題都得以解決。

3 爐溫對脫硫效率的影響及其對策

以石灰石脫硫劑為例根據(jù)石灰石脫硫劑和副產(chǎn)品硫酸鹽的化學(xué)特性，控制循環(huán)流化床鍋爐的爐內(nèi)溫度是提高脫硫效率的有效措施。由于石灰石是通過煅燒成CaO與煤燃燒產(chǎn)生的SO2化合成CaSO4而達(dá)到脫硫效果的，必須控制循環(huán)流化床鍋爐的床層溫度在800～900℃的范圍內(nèi)?？刂拼矞剡€在于保持脫硫劑的反應(yīng)速度和固體產(chǎn)物的分布及防止孔隙堵塞等，有利于提高脫硫劑的利用率。

4 石灰石度對脫硫效率的影響

石灰石粒度大時(shí)其脫硫效率明顯下降，這是因?yàn)槊摿騽┛偟姆磻?yīng)表面小而使鈣的利用率降低。但石灰石的顆粒也不能太細(xì)，因?yàn)楝F(xiàn)在常用的旋風(fēng)分離器只能分離出大于75μm的顆粒，而小于75μm的顆粒由于不能再返回爐膛而降低了鈣的利用率。研究表明，用于循環(huán)流化床鍋爐爐內(nèi)脫硫的石灰石最佳粒度為0.2～1.5mm。一般循環(huán)流化床鍋爐燃煤要求的顆粒度控制在0～13mm，只要粗碎+細(xì)碎就能滿足要求。為了適應(yīng)爐內(nèi)脫硫的需要，最好燃煤的粒度與入爐石灰石的粒度一致。

5 循環(huán)流化床鍋爐循環(huán)倍率的影響

循環(huán)流化床鍋爐的循環(huán)倍率一般為5～20。循環(huán)流化床鍋爐循環(huán)倍率越大，飛灰的再循環(huán)的次數(shù)越多，脫硫劑在床內(nèi)的停留時(shí)間越長，脫硫劑的利用率越高，脫硫效率也會相應(yīng)地得到提高。

6 語語

循環(huán)流化床鍋爐爐內(nèi)添加石灰石脫硫，只要挑選活性高的優(yōu)質(zhì)的脫硫劑、嚴(yán)格控制入爐石灰石的粒度、完善石灰石粉的儲存和輸送系統(tǒng)，防止板結(jié)、堵塞并實(shí)施自動(dòng)化控制、合理控制爐膛溫度、選擇合適鈣硫比等措施，一定能獲得較好的脫硫效果。

參考文獻(xiàn)：

[1]于樹輝.循環(huán)流化床鍋爐爐內(nèi)添加石灰石脫硫的研究[J].電力科技與環(huán)保，2010-02-15.

[2]張纏保，武瀚，任建勇.循環(huán)流化床鍋爐控制方案研究[J].山西電力.2005-08-30.

[3]岑可法等.循環(huán)流化床鍋爐理論設(shè)計(jì)與運(yùn)行[M].北京：中國電力出版社.1998.endprint

【摘 要】 針對第二熱電廠成功改造與應(yīng)用循環(huán)流化床鍋爐顱內(nèi)脫硫技術(shù)分析了循環(huán)流化床鍋爐的特點(diǎn)和脫硫原理探討了循環(huán)流化床鍋爐爐內(nèi)添加石灰石脫硫系統(tǒng)中存在的問題及影響脫硫效率的因素提出提高循環(huán)流化床鍋爐爐內(nèi)脫硫效率的措施。

【關(guān)鍵詞】 循環(huán)流化床鍋爐 爐內(nèi)脫硫 脫硫效率 脫硫劑添加方式

中國是世界上最大的煤炭生產(chǎn)和消費(fèi)國。在取得經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的同時(shí)也承受著巨大的環(huán)境壓力SO2排放量從2004年之后達(dá)到2255萬t目前居世界第一位。所以國家對環(huán)保方面越來越重視也對火力發(fā)電廠的煙氣排放標(biāo)準(zhǔn)要求越來越嚴(yán)格。循環(huán)流化床（CFB）燃燒技術(shù)是最近幾十年發(fā)展起來的一種新型燃燒技術(shù)，由于循環(huán)流化床鍋爐具有燃料適應(yīng)性廣、燃燒效率高、高效脫硫的特點(diǎn)因此近年來有了很大的發(fā)展。

1 循環(huán)流化床燃燒特點(diǎn)和脫硫原理

1.1 循環(huán)流化床燃燒優(yōu)點(diǎn)

（1）循環(huán)流化床燃燒技術(shù)具有一些常規(guī)的煤燃燒技術(shù)（如層燃和煤粉燃燒）所不具備的優(yōu)點(diǎn)，如具有脫硫脫硝功能燃料適應(yīng)性強(qiáng)，可燃燒劣質(zhì)煤，負(fù)荷調(diào)節(jié)性能強(qiáng)等。由于循環(huán)流化床燃燒溫度正好是石灰石/石灰脫硫反應(yīng)的最佳溫度，因而在床內(nèi)加入石灰石或白云石可有效地脫除在燃燒過程中生成的SO2。（2）燃料適應(yīng)性強(qiáng)。由于循環(huán)流化床床內(nèi)惰性物料的巨大熱容量，以及流態(tài)燃燒過程中十分良好的傳熱、傳質(zhì)和混合過程，因此循環(huán)流化床雖然是一種低溫燃燒方式，但它卻可以燃用一切種類的燃料并達(dá)到較高的燃燒效率。

1.2 循環(huán)流化床燃燒脫硫原理

循環(huán)流化床燃燒脫硫技術(shù)是指在循環(huán)流化床鍋爐中將石灰石（石灰）等原料給入鍋爐內(nèi)，在爐內(nèi)與燃料同時(shí)燃燒，在800～900℃時(shí)，石灰石受熱分解成CO2，及多孔CaO，CaO與SO2發(fā)生反應(yīng)生成CaSO4。由于循環(huán)流化床鍋爐帶有高溫除塵器（旋風(fēng)分離器），可使飛出去的未完全反應(yīng)的脫硫劑又返回爐膛循環(huán)利用同時(shí)，循環(huán)流化床較低的燃燒溫度確保CaO不會燒結(jié)，從而提高了脫硫效率。

2 脫硫系統(tǒng)簡述

2.1 脫硫系統(tǒng)改造

第二熱電廠煙氣脫硫系統(tǒng)曾經(jīng)一直沿用非獨(dú)立式的給煤口給入方式一直以來脫硫效率不穩(wěn)定。為此特地對系統(tǒng)進(jìn)行改造使其改為獨(dú)立式的給煤口給入。

2.2 工藝流程介紹

第二熱電廠煙氣脫硫系統(tǒng)有兩部分組成分別是儲輸灰系統(tǒng)和固硫劑給入系統(tǒng)。

2.3 儲輸灰系統(tǒng)

該系統(tǒng)使用我廠自制DCS控制。它由一個(gè)滿載儲量為120t的儲存罐來實(shí)現(xiàn)全廠脫硫系統(tǒng)的脫硫劑供給當(dāng)儲存罐脫硫劑量不能滿足三臺35t/h鍋爐和一臺75t/h鍋爐24小時(shí)的用量時(shí)會及時(shí)通過罐裝車對罐內(nèi)進(jìn)行脫硫劑的補(bǔ)給。儲輸送系統(tǒng)的輸送方式為氣力輸送它是以空壓機(jī)作為動(dòng)力源3#倉泵經(jīng)管路進(jìn)行灰料輸送將灰料由管道輸送至1#、2#、3#、4#爐前小型儲灰罐。

2.4 鍋爐固硫劑給入系統(tǒng)

我廠鍋爐爐內(nèi)脫硫均采用獨(dú)立螺旋給料方式通過螺旋將固硫劑給入爐膛內(nèi)部。且在爐前小型儲灰罐與插板閥間裝設(shè)了星型變頻給料機(jī)如下圖所示。通過系統(tǒng)改造確定了合理的脫硫劑給入位置完善了脫硫劑輸送系統(tǒng)自動(dòng)連續(xù)控制。脫硫劑輸送系統(tǒng)中影響脫硫效率的主要有脫硫劑粉吸水出現(xiàn)板結(jié)、堵塞及定量、連續(xù)輸送系統(tǒng)的自動(dòng)控制問題都得以解決。

3 爐溫對脫硫效率的影響及其對策

以石灰石脫硫劑為例根據(jù)石灰石脫硫劑和副產(chǎn)品硫酸鹽的化學(xué)特性，控制循環(huán)流化床鍋爐的爐內(nèi)溫度是提高脫硫效率的有效措施。由于石灰石是通過煅燒成CaO與煤燃燒產(chǎn)生的SO2化合成CaSO4而達(dá)到脫硫效果的，必須控制循環(huán)流化床鍋爐的床層溫度在800～900℃的范圍內(nèi)?？刂拼矞剡€在于保持脫硫劑的反應(yīng)速度和固體產(chǎn)物的分布及防止孔隙堵塞等，有利于提高脫硫劑的利用率。

4 石灰石度對脫硫效率的影響

石灰石粒度大時(shí)其脫硫效率明顯下降，這是因?yàn)槊摿騽┛偟姆磻?yīng)表面小而使鈣的利用率降低。但石灰石的顆粒也不能太細(xì)，因?yàn)楝F(xiàn)在常用的旋風(fēng)分離器只能分離出大于75μm的顆粒，而小于75μm的顆粒由于不能再返回爐膛而降低了鈣的利用率。研究表明，用于循環(huán)流化床鍋爐爐內(nèi)脫硫的石灰石最佳粒度為0.2～1.5mm。一般循環(huán)流化床鍋爐燃煤要求的顆粒度控制在0～13mm，只要粗碎+細(xì)碎就能滿足要求。為了適應(yīng)爐內(nèi)脫硫的需要，最好燃煤的粒度與入爐石灰石的粒度一致。

5 循環(huán)流化床鍋爐循環(huán)倍率的影響

循環(huán)流化床鍋爐的循環(huán)倍率一般為5～20。循環(huán)流化床鍋爐循環(huán)倍率越大，飛灰的再循環(huán)的次數(shù)越多，脫硫劑在床內(nèi)的停留時(shí)間越長，脫硫劑的利用率越高，脫硫效率也會相應(yīng)地得到提高。

6 語語

循環(huán)流化床鍋爐爐內(nèi)添加石灰石脫硫，只要挑選活性高的優(yōu)質(zhì)的脫硫劑、嚴(yán)格控制入爐石灰石的粒度、完善石灰石粉的儲存和輸送系統(tǒng)，防止板結(jié)、堵塞并實(shí)施自動(dòng)化控制、合理控制爐膛溫度、選擇合適鈣硫比等措施，一定能獲得較好的脫硫效果。

參考文獻(xiàn)：

[1]于樹輝.循環(huán)流化床鍋爐爐內(nèi)添加石灰石脫硫的研究[J].電力科技與環(huán)保，2010-02-15.

[2]張纏保，武瀚，任建勇.循環(huán)流化床鍋爐控制方案研究[J].山西電力.2005-08-30.

[3]岑可法等.循環(huán)流化床鍋爐理論設(shè)計(jì)與運(yùn)行[M].北京：中國電力出版社.1998.endprint

【摘 要】 針對第二熱電廠成功改造與應(yīng)用循環(huán)流化床鍋爐顱內(nèi)脫硫技術(shù)分析了循環(huán)流化床鍋爐的特點(diǎn)和脫硫原理探討了循環(huán)流化床鍋爐爐內(nèi)添加石灰石脫硫系統(tǒng)中存在的問題及影響脫硫效率的因素提出提高循環(huán)流化床鍋爐爐內(nèi)脫硫效率的措施。

【關(guān)鍵詞】 循環(huán)流化床鍋爐 爐內(nèi)脫硫 脫硫效率 脫硫劑添加方式

中國是世界上最大的煤炭生產(chǎn)和消費(fèi)國。在取得經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的同時(shí)也承受著巨大的環(huán)境壓力SO2排放量從2004年之后達(dá)到2255萬t目前居世界第一位。所以國家對環(huán)保方面越來越重視也對火力發(fā)電廠的煙氣排放標(biāo)準(zhǔn)要求越來越嚴(yán)格。循環(huán)流化床（CFB）燃燒技術(shù)是最近幾十年發(fā)展起來的一種新型燃燒技術(shù)，由于循環(huán)流化床鍋爐具有燃料適應(yīng)性廣、燃燒效率高、高效脫硫的特點(diǎn)因此近年來有了很大的發(fā)展。

1 循環(huán)流化床燃燒特點(diǎn)和脫硫原理

1.1 循環(huán)流化床燃燒優(yōu)點(diǎn)

（1）循環(huán)流化床燃燒技術(shù)具有一些常規(guī)的煤燃燒技術(shù)（如層燃和煤粉燃燒）所不具備的優(yōu)點(diǎn)，如具有脫硫脫硝功能燃料適應(yīng)性強(qiáng)，可燃燒劣質(zhì)煤，負(fù)荷調(diào)節(jié)性能強(qiáng)等。由于循環(huán)流化床燃燒溫度正好是石灰石/石灰脫硫反應(yīng)的最佳溫度，因而在床內(nèi)加入石灰石或白云石可有效地脫除在燃燒過程中生成的SO2。（2）燃料適應(yīng)性強(qiáng)。由于循環(huán)流化床床內(nèi)惰性物料的巨大熱容量，以及流態(tài)燃燒過程中十分良好的傳熱、傳質(zhì)和混合過程，因此循環(huán)流化床雖然是一種低溫燃燒方式，但它卻可以燃用一切種類的燃料并達(dá)到較高的燃燒效率。

1.2 循環(huán)流化床燃燒脫硫原理

循環(huán)流化床燃燒脫硫技術(shù)是指在循環(huán)流化床鍋爐中將石灰石（石灰）等原料給入鍋爐內(nèi)，在爐內(nèi)與燃料同時(shí)燃燒，在800～900℃時(shí)，石灰石受熱分解成CO2，及多孔CaO，CaO與SO2發(fā)生反應(yīng)生成CaSO4。由于循環(huán)流化床鍋爐帶有高溫除塵器（旋風(fēng)分離器），可使飛出去的未完全反應(yīng)的脫硫劑又返回爐膛循環(huán)利用同時(shí)，循環(huán)流化床較低的燃燒溫度確保CaO不會燒結(jié)，從而提高了脫硫效率。

2 脫硫系統(tǒng)簡述

2.1 脫硫系統(tǒng)改造

第二熱電廠煙氣脫硫系統(tǒng)曾經(jīng)一直沿用非獨(dú)立式的給煤口給入方式一直以來脫硫效率不穩(wěn)定。為此特地對系統(tǒng)進(jìn)行改造使其改為獨(dú)立式的給煤口給入。

2.2 工藝流程介紹

第二熱電廠煙氣脫硫系統(tǒng)有兩部分組成分別是儲輸灰系統(tǒng)和固硫劑給入系統(tǒng)。

2.3 儲輸灰系統(tǒng)

該系統(tǒng)使用我廠自制DCS控制。它由一個(gè)滿載儲量為120t的儲存罐來實(shí)現(xiàn)全廠脫硫系統(tǒng)的脫硫劑供給當(dāng)儲存罐脫硫劑量不能滿足三臺35t/h鍋爐和一臺75t/h鍋爐24小時(shí)的用量時(shí)會及時(shí)通過罐裝車對罐內(nèi)進(jìn)行脫硫劑的補(bǔ)給。儲輸送系統(tǒng)的輸送方式為氣力輸送它是以空壓機(jī)作為動(dòng)力源3#倉泵經(jīng)管路進(jìn)行灰料輸送將灰料由管道輸送至1#、2#、3#、4#爐前小型儲灰罐。

2.4 鍋爐固硫劑給入系統(tǒng)

我廠鍋爐爐內(nèi)脫硫均采用獨(dú)立螺旋給料方式通過螺旋將固硫劑給入爐膛內(nèi)部。且在爐前小型儲灰罐與插板閥間裝設(shè)了星型變頻給料機(jī)如下圖所示。通過系統(tǒng)改造確定了合理的脫硫劑給入位置完善了脫硫劑輸送系統(tǒng)自動(dòng)連續(xù)控制。脫硫劑輸送系統(tǒng)中影響脫硫效率的主要有脫硫劑粉吸水出現(xiàn)板結(jié)、堵塞及定量、連續(xù)輸送系統(tǒng)的自動(dòng)控制問題都得以解決。

3 爐溫對脫硫效率的影響及其對策

以石灰石脫硫劑為例根據(jù)石灰石脫硫劑和副產(chǎn)品硫酸鹽的化學(xué)特性，控制循環(huán)流化床鍋爐的爐內(nèi)溫度是提高脫硫效率的有效措施。由于石灰石是通過煅燒成CaO與煤燃燒產(chǎn)生的SO2化合成CaSO4而達(dá)到脫硫效果的，必須控制循環(huán)流化床鍋爐的床層溫度在800～900℃的范圍內(nèi)?？刂拼矞剡€在于保持脫硫劑的反應(yīng)速度和固體產(chǎn)物的分布及防止孔隙堵塞等，有利于提高脫硫劑的利用率。

4 石灰石度對脫硫效率的影響

石灰石粒度大時(shí)其脫硫效率明顯下降，這是因?yàn)槊摿騽┛偟姆磻?yīng)表面小而使鈣的利用率降低。但石灰石的顆粒也不能太細(xì)，因?yàn)楝F(xiàn)在常用的旋風(fēng)分離器只能分離出大于75μm的顆粒，而小于75μm的顆粒由于不能再返回爐膛而降低了鈣的利用率。研究表明，用于循環(huán)流化床鍋爐爐內(nèi)脫硫的石灰石最佳粒度為0.2～1.5mm。一般循環(huán)流化床鍋爐燃煤要求的顆粒度控制在0～13mm，只要粗碎+細(xì)碎就能滿足要求。為了適應(yīng)爐內(nèi)脫硫的需要，最好燃煤的粒度與入爐石灰石的粒度一致。

5 循環(huán)流化床鍋爐循環(huán)倍率的影響

循環(huán)流化床鍋爐的循環(huán)倍率一般為5～20。循環(huán)流化床鍋爐循環(huán)倍率越大，飛灰的再循環(huán)的次數(shù)越多，脫硫劑在床內(nèi)的停留時(shí)間越長，脫硫劑的利用率越高，脫硫效率也會相應(yīng)地得到提高。

6 語語

循環(huán)流化床鍋爐爐內(nèi)添加石灰石脫硫，只要挑選活性高的優(yōu)質(zhì)的脫硫劑、嚴(yán)格控制入爐石灰石的粒度、完善石灰石粉的儲存和輸送系統(tǒng)，防止板結(jié)、堵塞并實(shí)施自動(dòng)化控制、合理控制爐膛溫度、選擇合適鈣硫比等措施，一定能獲得較好的脫硫效果。

參考文獻(xiàn)：

[1]于樹輝.循環(huán)流化床鍋爐爐內(nèi)添加石灰石脫硫的研究[J].電力科技與環(huán)保，2010-02-15.

[2]張纏保，武瀚，任建勇.循環(huán)流化床鍋爐控制方案研究[J].山西電力.2005-08-30.

[3]岑可法等.循環(huán)流化床鍋爐理論設(shè)計(jì)與運(yùn)行[M].北京：中國電力出版社.1998.endprint