循环流化床锅炉脱硫机理与影响因素探究

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1、循环流化床锅炉脱硫机理与影响因素探究杨原魁江苏徐矿综合利用发电有限公司江苏省徐州市221137［摘要】脱疏技术在我们的实际生产当中扮演着十分重要的角色。循环流化床锅炉炉内脱疏则是当前一种有效的脱疏方法。但是，从目前实际生产运行的循环流化床锅炉脱硫状况来看，脱硫效率还比较低，排放的锅炉烟气中S02浓度高、排放量大，远没有达到国家标准规定的要求。为此，木文对循环流化床锅炉脱硫机理与影响因素进行了探究，以期为提高此项技术脱疏效果提供理论依据。［关键词］循环流化床；脱疏机理；脱疏技术；影响因素循环流化床脱硫是国外20世纪80年代后期开发的一种新的脱硫

2、技术，兼有高效除尘和烟气净化功能,运行费用低等特点。循环流化床锅炉因其燃料适应面广、负荷调节性能好、燃烧效率高、可通过向炉内添加石灰石减少SO2排放等优点，得到了广泛的应用。但是存在脱硫效率比较低、锅炉烟气排放出来的SO2浓度过高等问题。为此，有必要探讨此项脱硫技术的脱硫影响因素。一、循环流化床内脱硫机理循环流化床锅炉脱硫是一种炉内燃烧脱硫工艺，以石灰石为脱硫吸收剂，石油焦和石灰石自锅炉燃烧室下部送入，一次风从布风板下部送入，二次风从燃烧室中部送入。石灰石在850°C〜900°C床温下，受热分解为氧化钙和二氧化碳。气流使石油焦、石灰石颗粒在燃

3、烧室内强烈扰动形成流化床，燃料烟气中的SO2与氧化钙接触发牛.化学反应被脱除。为了提高吸收剂的利用率，将未反应的氧化钙、脱硫产物及飞灰等送回燃烧室参与循环利用。按设计，II电站CFB锅炉钙硫比达到1.97时，脱硫率可达90%以上。高硫石油焦在加热到400°C就开始有硫份析出，经历下列途径逐步形成SO2,即硫的燃烧过程：S-→H2S-→HS-→SO-→SO2硫的燃烧需要一定的吋间，石油焦床内停留吋间将影响硫的燃烧完全程度，其随吋间同步增长。同吋床温对硫的燃烧影响很大，硫的燃烧速率随床温升高呈阶梯增高。以石

4、灰石为脱硫剂在炉膛内受高温煅烧发生分解反应：△CaCO3--→CaO+C02-179MJ/mol上式是吸热反应。由于在反应过程中分子尺寸变小，石灰石颗粒变成具冇多孔结构的CaO颗粒，在有富余氧气吋与床内石油焦的析出硫分燃烧生成的S02气体发生硫酸盐化反应：CaO+S02+1/202-→CaS04+500MJ/mol使CaO变成CaS04即达到脱硫0的。但是生成的CaS04密度较低，容易堵塞石灰石的细孔，使SO2分子不能深人到多孔性石灰石颗粒内部，所以，CaO在脱硫反应中只能大部分被利用。二、影响脱硫效率的因素分析1钙硫比C

5、a/S摩尔比是影响脱硫效率和SO2排放的首要因素，随着Ca/S摩尔比的增大，脱硫效率提高。但研究表明，当Ca/S摩尔比高于2.5后，继续增大Ca/S摩尔比或脱硫剂量吋，脱硫效率提高得很少。继续增大脱硫剂量则会带来副作用,如增加灰渣物理热损失，影响燃烧工况，使NOx排放提高等。因此，循环流化床运行时Ca/S摩尔比一般在1.5~2.5之间。钙硫比与脱硫率的关系基本如图1所zjo图1钙硫比对脱硫效率的影响2.运行床温的影响锅炉运行床温对脱硫效率影响较大，这是由于床温的变化直接影响脱硫反应速度、固体产物的分布和孔隙堵塞特性，所以床温会影响脱硫反应的

6、进行和脱硫剂的利用率。脱硫的最佳温度并不是一个常数，它与脱硫剂的品种、粒径、锻烧条件等有关，一般控制在800°C〜900°C之间。温度太低吋，脱硫反应变慢,脱硫效率下降；温度太高时,CaS04将会分解为SO2,也会降低脱硫效率2.床料粒度的影响脱硫剂和燃料的粒度以及两者的粒径分布对脱硫效率也有较大影响。采用较小粒径的石灰石易使S02扩散到脱硫剂核心，其参与反应面积增加，有利于脱硫。但石灰石粒度太小或使用太易磨损的石灰石会增大其以飞灰形式的逃逸量,使脱硫效率下降。3.循环倍率循环倍率越大，脱硫效率越高。但并不是循环倍率越高越好，实际上当循环倍率

7、达到一定值吋再循环是没有意义的。因为飞灰的再循环延长了石灰石在床内的停留时间，提高了脱硫剂的利用率。但当悬浮空间颗粒浓度〉30kg/m3后，脱硫效率增加缓慢。因此循环流化床锅炉存在一个最佳的循环倍率。循环倍率根据实际情况的不同而有所不同，通常在100~150倍之间。4.负荷变化循环流化床锅炉负荷在较大范围内变化时，脱硫效率基本不变或变化不大。只有在极端情况下，如工况变动较快、处于极端负荷时，由于床温、气速、流体动力及密相区烟气中S02析出浓度变化较人，对脱硫效率冇较大影响。三、解决循环流化床锅炉脱硫问题的对策1.加强炉内脱硫技术的研究由于循环

8、流化床锅炉炉内加钙脱硫的影响因素较多，对脱硫效率的影响较大，因此，国家应加大这方面研宄的投资力度，并与实际生产相结合，在运行中摸索、总结各因素与脱硫率间的关系，简化