循環(huán)流化床鍋爐超低排放技術(shù)探討

吳斌斌

（江西省鍋爐壓力容器檢驗檢測研究院，江西 南昌 330063）

采用二級脫硫的方式，能對排除反應(yīng)器的煙氣以及固體顆粒進行處理，能使用除塵器對煙氣及顆粒進行除塵處理，煙氣的溫度得到降低；在進行脫硫處理時，為達到零污染的排放要求，選擇石灰石及石膏的脫硫方法更為合適，如果機組出現(xiàn)水源不足的情況下，可以使用CFB鍋爐二級脫硫技術(shù)。

1 CFB（循環(huán)流化床鍋爐）鍋爐脫硫技術(shù)

對于脫硫的處理，部分發(fā)電廠通過向循環(huán)流化床鍋爐中添加石灰石，同時對流化床的溫度以及摩爾比等因素進行調(diào)節(jié)，進而實現(xiàn)對脫硫的處理，通過這樣的方式，脫硫的效率能達到90%左右，二氧化硫的質(zhì)量濃度能控制在一定的范圍內(nèi)，然而這種方式只能適用于對脫硫要求不高的地區(qū)，對脫硫要求高的地區(qū)并不適用，尤其是要求零污染排放的地區(qū)。如果在電力行業(yè)中，采用煤油以及石煤等質(zhì)量不高的燃料，產(chǎn)生的二氧化硫濃度偏高，有的電力行業(yè)采用鍋爐內(nèi)脫硫的方法，脫硫的效率只達到50%左右，完全不滿足行業(yè)污染排放的要求，基于此，接下來對二級脫硫技術(shù)以及煙氣脫硫技術(shù)進行分析。

1.1 CFB鍋爐二級脫硫技術(shù)

在電力行業(yè)中，當(dāng)對硫進行處理時，采用二級脫硫的技術(shù)，能將循環(huán)流化床鍋爐內(nèi)的90%硫脫去，整體的脫硫效率趨于100%，排放出來的二氧化硫質(zhì)量濃度小于每平方米100毫克。在該技術(shù)的脫硫過程中，循環(huán)流化床鍋爐底端設(shè)有布風(fēng)板設(shè)置，在循環(huán)流化床鍋爐下部設(shè)置噴嘴以及出入輸料口，在循環(huán)流化床鍋爐的上部設(shè)置稀相區(qū)。為實現(xiàn)對循環(huán)物料的分離，并將物料輸送至反應(yīng)器中，在循環(huán)流化床鍋爐的出口設(shè)置物料分離器以及管子。通過布風(fēng)裝置的作用，將鍋爐產(chǎn)生的煙氣輸送到反應(yīng)器中，進而達到循環(huán)硫化的目的。石灰漿通過下部的噴嘴傳輸至反應(yīng)器中，二氧化硫以及三氧化硫等與催化劑在循環(huán)流化床鍋爐中發(fā)生反應(yīng)，生成有關(guān)的產(chǎn)物，最后產(chǎn)物以及煙氣排除鍋爐外。分離出來的顆粒重新進入循環(huán)流化床鍋爐內(nèi)，重復(fù)發(fā)生反應(yīng)，進而增加了脫硫的時間，通過這樣的處理方式，脫硫效率得到提高。采用二級脫硫的方式，能對排除反應(yīng)器的煙氣以及固體顆粒進行處理，能使用除塵器對煙氣及顆粒進行除塵處理，煙氣的溫度得到降低，可降低至60攝氏度左右，因此可以向大氣中適量排放。

1.2 FGD（煙氣脫硫）技術(shù)

為實現(xiàn)綠色環(huán)保的發(fā)展理念，零污染排放以及二氧化硫超低排放，與半干法脫硫技術(shù)相比而言，煙氣脫硫技術(shù)的脫硫效果更好。在對二氧化硫進行處理時，采用石灰石及石膏的脫硫方法，脫硫的效率能高達98%，利用煙氣脫硫技術(shù)整體上的脫硫效率能高達99%，基本上能滿足零污染的排放要求。如果使用循環(huán)流化床的方法，在進行脫硫處理的時候，反應(yīng)所需要的條件較為苛刻，在脫硫處理的過程中，容易受到外界因素的影響，比如煤塊的種類以及石灰粉質(zhì)量等，循環(huán)流化床鍋爐在運行中面對的負(fù)荷波動較大，比如在負(fù)荷較小的情況下，脫硫的效率無法得到保障，排放反應(yīng)器的煙氣及固體顆粒不滿足零污染的排放要求，進而違背社會發(fā)展目標(biāo)。

循環(huán)流化床法與石灰石及石膏的脫硫方法相比而言，循環(huán)流化床法雖然在前提投入的費用較少，在后期的使用中，為了提高脫硫的效率，需要使用脫硫劑進行處理，進而增加脫硫劑的成本費用，從整體上來看，使用循環(huán)流化床法進行脫硫處理，其所產(chǎn)生的費用比使用石灰石及石膏的脫硫方法產(chǎn)生的費用多出一半；在使用這兩種方法進行脫離處理時，需要使用電量，從整體上來看，使用石灰石及石膏的脫硫方法所消耗的電量明顯低于煙氣循環(huán)流化床法，使用煙氣循環(huán)流化床法能降低電力行業(yè)經(jīng)濟效益，需要投入更多的費用。當(dāng)今，科學(xué)技術(shù)快速發(fā)展，石灰石及石膏的脫硫技術(shù)取得一定進步，對于較為困難的問題，比如堵塞以及腐蝕等，能對其進行有效解決，電力行業(yè)投入的成本費用得到降低，行業(yè)經(jīng)濟效益得到顯著提高。

在進行脫硫的處理過程中，使用石灰石及石膏的脫硫方法，能對生產(chǎn)出來的副產(chǎn)品進行利用，鍋爐內(nèi)的脫硫比例得到降低，能提高對燃料的利用率；然而使用煙氣循環(huán)流化床法并不能有效處理生產(chǎn)出來的副產(chǎn)物，進而對空氣造成一定程度的污染。利用石灰石及石膏的脫硫方法，能對排放反應(yīng)器的煙氣及固體顆粒進行處理，借助于除塵器對煙氣及固體顆粒進行除塵處理，進而促使煙塵的排放量處于每平米5毫克以下，進而滿足零污染的排放要求；如果使用石灰石及石膏的脫硫方法，對煙氣及固體顆粒的處理效果并不理想。通過以上的分析可知，在進行脫硫處理時，為達到零污染的排放要求，選擇石灰石及石膏的脫硫方法更為合適；如果機組出現(xiàn)水源不足的情況下，可以使用CFB鍋爐二級脫硫技術(shù)，通過這樣的脫硫處理方式，不但能提高脫硫效率，也滿足零污染的排放要求。

2 CFB鍋爐脫硝技術(shù)

通常情況下，循環(huán)流化床鍋爐的溫度處于840攝氏度到940攝氏度范圍之間，在溫度較低的情況下，循環(huán)流化床鍋爐可以運行。通過控制相關(guān)的運行參數(shù)，能促使一氧化氮類的物質(zhì)質(zhì)量濃度低于每平米200毫克；但是如果燃料的揮發(fā)性能較高，循環(huán)流化床鍋爐的運行溫度較高時，通過反應(yīng)器排放出來的一氧化氮類的物質(zhì)質(zhì)量濃度高于每平米200毫克，進而違背綠色發(fā)展的理念，為解決這一現(xiàn)象，可以在循環(huán)流化床鍋爐的底部建立脫硝設(shè)施。

2.1 SNCR（選擇性非催化還原技術(shù)）

在鍋爐中進行脫硝處理時，使用選擇性非催化還原技術(shù)，在操作上便于進行，脫硝的效率較高，使用該技術(shù)，電力企業(yè)不需要投入過多的資金，使用該技術(shù)時，對鍋爐的溫度有著較高的要求，并且在運行過程中十分依賴溫度。對于煤粉鍋爐而言，其還原劑具有很強的穿透能力，導(dǎo)致還原劑與煙氣不能充分混合，兩者之間的作用時間過于短暫，最終導(dǎo)致脫硝效率并不理想，僅僅達到25%左右。循環(huán)流化床鍋爐在脫硝過程中，在溫度較低的情況下，循環(huán)流化床鍋爐可以運行，一氧化氮類的物質(zhì)質(zhì)量濃度較低，一氧化氮類物質(zhì)被大量消耗。另一方面，鍋爐中的分離器所處的溫度，處于選擇性非催化還原技術(shù)反應(yīng)范圍內(nèi)，由于受到該技術(shù)的作用，促使鍋爐內(nèi)的還原劑與煙氣充分混合，兩者之間的作用時間延長，進而提高了脫硝的效率。

2.2 SCR（選擇性催化還原技術(shù)）

在進行脫硝處理時，使用選擇性非催化還原技術(shù)，脫硝的效率只能達到80%左右，不滿足綠色環(huán)保發(fā)展理念，對于該技術(shù)的使用，主要適用在電除塵器之前。在循環(huán)流化床鍋爐中，當(dāng)使用高灰煤的燃料時，由于高灰煤具有一定的磨損能力，在加上在運行過程中容易受到有害物質(zhì)的影響，常常發(fā)生催化劑中毒的現(xiàn)象，通過這些因素的影響下，導(dǎo)致脫硝效率并不理想。在運行過程中，三氧化硫極容易與逃逸的氨類物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，從而生成硫酸氫氨的物質(zhì)，由于該物質(zhì)具有很強的粘附性，在運行過程中容易粘附在催化劑的表面，導(dǎo)致催化劑與煙氣不能充分混合，反應(yīng)受到影響，最終造成堵塞的現(xiàn)象發(fā)生。為了解決這樣的情況，可以對催化劑以及節(jié)之間的距離進行合理控制，對逃逸的氨類物質(zhì)進行有效控制，促使氨類物質(zhì)滿足吹灰的要求。

在使用該技術(shù)進行脫硝處理時，要想達到零污染排放的要求，光使用該技術(shù)是無法實現(xiàn)綠色環(huán)保的發(fā)展目的。例如，在一氧化氮類的物質(zhì)質(zhì)量濃度低于每平米200毫克時，要達到一氧化氮類的物質(zhì)質(zhì)量濃度處于每平米50毫克時，使用該技術(shù)的脫硝效率應(yīng)當(dāng)達到百分之七十五，同時還要有效結(jié)合選擇性非催化還原技術(shù)以及選擇性非催化還原技術(shù)，具體指的是：向分離器噴灑還原劑氨類物質(zhì)，比如尿素等，利用選擇性催化還原脫硝技術(shù)，進而提高脫硝的效率。通過這樣的方式，充分結(jié)合選擇性非催化還原技術(shù)低成本費用的優(yōu)勢，充分結(jié)合選擇性催化還原技術(shù)的脫硝高效率。這就要求對選擇性非催化還原技術(shù)的工藝進行裝配，之后再對選擇性催化還原技術(shù)的工藝進行裝配，以便能滿足零污染的環(huán)保要求。對于體型較大的循環(huán)流化床鍋爐，不僅需要安裝選擇性非催化還原技術(shù)的設(shè)施，還需要在鍋爐底部留出一定的空間，以供催化反應(yīng)時使用，如果反應(yīng)器排放的煙氣及固體顆粒不滿足環(huán)保要求，可以安裝選擇性催化還原技術(shù)的設(shè)施，如果反應(yīng)過程中需要提高催化劑的活性，可以安裝催化劑配置。

3 CFB鍋爐除塵技術(shù)

對于循環(huán)流化床鍋爐的除塵而言，常用的除塵技術(shù)有：煙氣調(diào)質(zhì)除塵技術(shù)以及粉塵凝集除塵技術(shù)等，通常情況下，對于重點地區(qū)的除塵，要求除塵濃度為每平方米20毫克。如果在除塵的過程中，僅僅使用電袋復(fù)合的除塵技術(shù)，反應(yīng)器排放的煙氣及固體顆粒，煙塵的質(zhì)量濃度無法達到每平方米20毫克的要求。為了解決這樣的問題，可以借助于濕式電除塵技術(shù)，在除塵器上安裝噴水裝備，將水霧噴向電場，通過電暈場的作用，進而將噴向電場的水霧進行霧化處理，從而促使水霧發(fā)生凝聚，進一步聚集粉塵離子，最后水膜作用于粉塵離子，沖刷至灰斗位置進行排除。

4 結(jié)論

通過以上的分析可以得知，在使用SCR（選擇性非催化還原技術(shù)）進行脫硝處理時，要想達到零污染排放的要求，光使用該技術(shù)是無法實現(xiàn)綠色環(huán)保的發(fā)展目的，還需要結(jié)合選擇性催化還原技術(shù)的脫硝高效率；在鍋爐中進行脫硝處理時，使用選擇性非催化還原技術(shù)，在操作上便于進行，脫硝的效率較高，使用該技術(shù)，電力企業(yè)不需要投入過多的資金；對于重點地區(qū)的除塵，為確保煙塵的質(zhì)量濃度達到每平方米20毫克，可以借助濕式電除塵技術(shù)，達到改善除塵效果的目的。