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摘要:循環(huán)流化床鍋爐(簡稱CFB鍋爐)爐內(nèi)燃燒脫硫,要求鍋爐燃燒溫度830℃～875℃,鍋爐在此溫度范圍內(nèi)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(nèi)脫硫效率,由鍋爐尾部煙氣脫硫補充,形成一種爐內(nèi)燃燒脫硫與煙氣脫硫結(jié)合、優(yōu)勢互補的CFB鍋爐綜合脫硫工藝。

關(guān)鍵詞:CFB鍋爐;綜合;工藝;分析

一、CFB鍋爐是20世紀(jì)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(nèi)具有很大的熱容量,床內(nèi)混合好,燃料適應(yīng)性強,包括劣質(zhì)燃料的良好適應(yīng)性;CFB鍋爐的運行溫度為830℃～875℃,適應(yīng)燃料燃燒過程脫硫,可降低SO2的排放;(2)循環(huán)流化床采用低溫分段送風(fēng)燃燒,使燃燒在低的過量空氣系數(shù)下運行,由爐底到爐頂?shù)娜紵龤夥諒倪€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(nèi)高的循環(huán)物料,強化傳熱鍋爐負荷適應(yīng)范圍廣,能在40%負荷下保持額定蒸汽參數(shù);(4)影響脫硫效果的顯著因素有:流化床溫度、脫硫劑的數(shù)量。

1)流化床溫度對脫硫效果的影響,主要體現(xiàn)在反應(yīng)的溫度特性上。當(dāng)溫度低于750℃時,石灰石不再進行煅燒分解反應(yīng),脫硫反應(yīng)幾乎不再進行。而當(dāng)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(jù)反應(yīng)的溫度特性及實際運行實踐,床溫以825℃～875℃為宜。當(dāng)床溫超出該范圍時,脫硫效果將大幅降低。2)脫硫劑的數(shù)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(nèi)脫硫與爐后煙氣脫硫結(jié)合,充分利用爐內(nèi)脫硫與煙氣脫硫的優(yōu)勢;爐前加石灰石作為脫硫劑,爐內(nèi)燃燒脫硫后,利用飛灰中的未反應(yīng)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(nèi)加石灰石,粒徑較粗,石灰石制備耗電省,經(jīng)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(shù)指標(biāo):脫硫效率:90%;鈣硫比:~1.5。

2.可行性分析。當(dāng)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(yīng)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(nèi)加入石灰石進行燃燒脫硫,然后利用爐內(nèi)未完全反應(yīng)的脫硫劑(石灰),在鍋爐尾部煙道噴入水或水蒸汽,適當(dāng)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?yán)淄瑺t內(nèi)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(nèi)加入的石灰石粒徑粗,制粉耗電少,因而比LIFAC經(jīng)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(huán)流化床爐內(nèi)加入石灰石進行燃燒脫硫,然后再利用爐內(nèi)未完全反應(yīng)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(shù)是山東工業(yè)大學(xué)熱能與環(huán)保工程研究中心開發(fā)的煙氣脫硫技術(shù)。

3.煙氣流化床脫硫除塵一體凈化技術(shù)的工藝特點。采用流化床技術(shù)、氣膜傳質(zhì)系數(shù)大流化床煙氣凈化設(shè)備的關(guān)鍵部件是布風(fēng)板,煙氣經(jīng)布風(fēng)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(fù)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(zhì)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(guān)鍵所在。新晨：

四、結(jié)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。