摘要:循环流化床锅炉(简称CFB锅炉)炉内燃烧脱硫,要求锅炉燃烧温度830℃～875℃,锅炉在此温度范围内运行,飞灰含碳量大,影响燃烧效率。为兼顾燃烧效率,提出提高CFB锅炉的燃烧温度,因温度提高降低的炉内脱硫效率,由锅炉尾部烟气脱硫补充,形成一种炉内燃烧脱硫与烟气脱硫结合、优势互补的CFB锅炉综合脱硫工艺。
　　关键词:CFB锅炉;综合;工艺;分析
　　中图分类号:X21文献标志码:A文章编号:1673-291X(2009)18-0161-01
　　
　　一、CFB锅炉是20世纪80年代发展起来的新一代燃煤流化床锅炉,具有高效和低污染的特点
　　
　　(1)床内具有很大的热容量,床内混合好,燃料适应性强,包括劣质燃料的良好适应性;CFB锅炉的运行温度为830℃～875℃,适应燃料燃烧过程脱硫,可降低SO2的排放;(2)循环流化床采用低温分段送风燃烧,使燃烧在低的过量空气系数下运行,由炉底到炉顶的燃烧气氛从还原性气氛过度到氧化性气氛,有效降低了NOx的生成与排放;(3)CFB锅炉内高的循环物料,强化传热锅炉负荷适应范围广,能在40%负荷下保持额定蒸汽参数;(4)影响脱硫效果的显著因素有:流化床温度、脱硫剂的数量。
　　1)流化床温度对脱硫效果的影响,主要体现在反应的温度特性上。当温度低于750℃时,石灰石不再进行煅烧分解反应,脱硫反应几乎不再进行。而当温度高于1000℃时,硫酸盐将开始分解,不能达到固硫的效果。所以,根据反应的温度特性及实际运行实践,床温以825℃～875℃为宜。当床温超出该范围时,脱硫效果将大幅降低。2)脱硫剂的数量用钙硫摩尔比表示:随着Ca/S比的增加,脱硫效果增加。对于CFB锅炉,Ca/S = 2.0时,一般可达到90%的脱硫效率。3)CFB锅炉达到90%脱硫效率适宜的条件为:钙硫比:不小于2;床层温度:830℃～875℃;石灰石粒径:0～2.0mm。
　　
　　二、CFB锅炉综合脱硫工艺的特点及可行性分析
　　
　　1.CFB锅炉综合脱硫工艺具有以下特点。炉内脱硫与炉后烟气脱硫结合,充分利用炉内脱硫与烟气脱硫的优势;炉前加石灰石作为脱硫剂,炉内燃烧脱硫后,利用飞灰中的未反应氧化钙,进行炉后烟气脱硫,充分利用脱硫剂,降低钙硫比(小于1.2),减少脱硫剂费用(降低40%以上);CFB锅炉炉内加石灰石,粒径较粗,石灰石制备耗电省,经济。综合脱硫工艺中,所选用的烟气脱硫装置投资小,脱硫成本低,符合国情。技术指标:脱硫效率:90%;钙硫比:~1.5。
　　2.可行性分析。当钙硫比大于2时,除尘灰中含有大量的氧化钙,并随除尘灰一起排放,造成脱硫剂的浪费;过多的使用脱硫剂,会增加二氧化碳的排放,增加大气额外的污染。
　　为降低SO2的排放,CFB锅炉运行的温度为830℃～875℃以适应燃料燃烧过程脱硫。燃烧温度较低,锅炉燃烧效率受影响,飞灰含碳量增加,若将燃烧温度提高到950℃,锅炉飞灰含碳量降低、燃烧效率提高。
　　
　　三、CFB锅炉综合脱硫工艺的实施方案
　　
　　1.燃烧脱硫+ 尾部增湿活化(半干法)是指CFB锅炉炉内加入石灰石进行燃烧脱硫,然后利用炉内未完全反应的脱硫剂(石灰),在锅炉尾部烟道喷入水或水蒸汽,适当降低烟气温度(高于烟气绝热饱和温度),尾部进一步进行烟气脱硫。该工艺雷同炉内喷钙尾部增湿活化法(LIFAC法),但CFB锅炉燃烧脱硫+尾部增湿活化脱硫,炉内加入的石灰石粒径粗,制粉耗电少,因而比LIFAC经济。
　　2.燃烧脱硫+烟气流化床脱硫除尘一体净化(湿法)是指先在循环流化床炉内加入石灰石进行燃烧脱硫,然后再利用炉内未完全反应的石灰,进行烟气脱硫除尘一体净化。烟气流化床脱硫除尘一体净化技术是山东工业大学热能与环保工程研究中心开发的烟气脱硫技术。
　　3.烟气流化床脱硫除尘一体净化技术的工艺特点。采用流化床技术、气膜传质系数大流化床烟气净化设备的关键部件是布风板,烟气经布风板后,烟气被细分为细小气柱,气柱冲击洗涤液,又被破碎成细小的气泡,气泡与液滴相互作用,反复合并,破碎,促使气液接触面积大,气膜薄,湍流度大,从而减小气膜传质阻力,使烟气中的SO2气体,更容易扩散到洗涤液中,这是高脱硫率的关键所在。
　　
　　四、结论
　　
　　该综合脱硫工艺,其尾部脱硫为湿法,特点是脱硫除尘一体化,投资低,除尘效率高。