淺談循環(huán)流化床鍋爐的脫硫脫硝

1、百度文庫-讓每個人平等地提升自我淺談循環(huán)流化床鍋爐脫硫脫銷1 概況/隨著我國工業(yè)產(chǎn)業(yè)迅猛發(fā)展，環(huán)境污染顯得更加突出。盡管快 速發(fā)展的工業(yè)使人民的生活水平大幅度提高， 但環(huán)境污染也給人們的 身心健康帶來較大危害。據(jù)報道我國南方酸雨的 PH值達到了 3-4, 可見大氣中SO2 NOx的濃度已到了相當高的程度。由于煤炭中含有 一定量的硫和氮，一般認為，大氣中的 SO2 NO性要來源于火力發(fā) 電廠燃煤鍋爐和工業(yè)燃煤鍋爐排放的煙氣中。近年來，循環(huán)流化床鍋爐作為一種環(huán)保型鍋爐在工業(yè)生產(chǎn)中被廣泛應用。因此，搞清循環(huán)流化床鍋爐SO2 NOx的產(chǎn)生過程，對我們有效控制、降低鍋爐 SO2 NOXW排放濃度和采取合

2、適脫硫脫硝方法是非常必要的。2 SO2 和NOx的特性及其危害性SO維一種無色有刺激性氣味的氣體，是對大氣環(huán)境危害嚴重的污染 物。在陽光催化下，SO2s行復雜的化學反應形成硫酸，再經(jīng)雨水淋 降至地面即形成酸雨。氮氧化物有 NO NOW口 N2O三種，NO是一種 無色無味有毒的氣體，約占煤燃燒產(chǎn)生的氮氧化物總量的90-95%,它在大氣存在的時間極短，便被氧化成 NO2 NO2與水反應也會形成 酸雨。酸雨對農(nóng)作物有較大的危害，它會造成農(nóng)作物莖葉色斑，導致 農(nóng)業(yè)減產(chǎn)，也會對建筑物造成侵蝕，縮短建筑物的壽命。止匕外，空氣 中的SO2 NOx會刺激人們的呼吸道，使人呼吸道疾病的發(fā)病率提高。 同時，SO牙

3、口 NOx也是誘發(fā)癌癥的原因之一。NO還會造成臭氧層的破壞，N2O是一種無色有毒氣體，與氧氣反應生成NQ是大氣平流層中NO的主要來源，可以破壞大氣平流層的臭氧，它也是一種溫室氣 體。3 煤燃燒過程中SO2析出的動態(tài)特性 煤中硫的存在形式及反應過程硫在煤中的存在形式主要有有機硫、 無機硫兩種。無機硫主要為黃鐵 礦FeSZ有機硫在煤加熱至400c時即開始大量分解，一般認為有機 硫首先分解為H2s然后遇氧再反應生成 SO2而黃鐵礦硫在300c 就開始分解，但大量分解在650c以上，而流化床燃燒的典型溫度區(qū) 在800-900C之間。所以，循環(huán)流化床鍋爐煤中硫的轉化率很高。各種因素對SO2析出的影響有機

4、硫的分解時間比較短，在揮發(fā)分析出以及煤著火的初期基本上就分解了，而黃鐵礦硫形成SO2要持續(xù)數(shù)分鐘，并隨著溫度的升高 SO2 的轉化率會大幅增高。鈣硫比的影響鈣硫比是影響循環(huán)流化床鍋爐 SO2排放的主要因素。在不加石灰石/ 時，SO2的排放量與含硫量成正比。燃料在燃燒時一般有 80必上的 硫分轉化為氣體排放到大氣中，剩余部分與爐渣以固態(tài)的形式排出。循環(huán)流化床鍋爐Ca/S低于時，SO2的排放濃度隨Ca/S的增加而下降 很快。當Ca/S大于時，SO2降低就不明顯了，相反，還會帶來一些 副作用，如影響燃燒工況，增加灰渣物理熱損失，提高NOX勺排放，與選擇性非催化還原相沖突等。因此，對于循環(huán)流化床鍋爐C

5、a/S應 控制在之間。我公司490t/h循環(huán)流化床鍋爐自2009年4月投運以來， 鈣硫比控制在之間，SO2的排放濃度一般200mg/m故右。粒度的影響采用的合理的石灰石粒度，經(jīng)運行實踐證明？既能保證石灰石在爐內(nèi) 的停留時間,/同時合理的粒度也盡量增大了石灰石粒子與二氧化硫的 接觸面積，提高了石灰石的利用率，有利于脫硫反應的進行。脫硫劑的粒徑分布對脫硫效率有較大影響。一次反應條件下，較小的脫硫劑粒度，脫硫效果較好。一方面，脫硫劑粒度越小，對 NOx的刺 激作用越小，脫硫溫度可以相對稍高，燃燒更完全，脫硫效率也相對 提高。另一方面，減小石灰石顆粒的尺寸能增加其表面積，從而提高 反應面積。但脫硫劑的

6、粒度也不是越小越好，如果脫硫劑的粒度太小， 不能參與CFB灰循環(huán)，只會增加其以飛灰形式的逃逸量， 降低脫硫劑 利用率，從而引起脫硫效率的下降。根據(jù)有關資料，脫硫劑的粒度在 0-1mm寸，平均粒徑在100-500W m脫硫效率最高。過剩空氣系數(shù)的影響SO2的形成與爐內(nèi)02的濃度有關。在局部缺氧的條件下，黃鐵礦的 分解速度會減慢，S02析出量低，反之，S02的析出量就高，但過剩 空氣系數(shù)太低會影響到鍋爐的燃燒效率。燃料在爐內(nèi)停留時間的影響循環(huán)流化床鍋爐的特點就是燃料先從密相區(qū)到稀相區(qū)進行燃燒， 然后 再經(jīng)分離器分離將未燃盡的物料送回爐內(nèi)繼續(xù)燃燒， 如此循環(huán)幾次到 幾十次不等（這與鍋爐設計循環(huán)倍率有

7、關），這一循環(huán)過程工作溫度 在600-900C之間，在此溫度段內(nèi)煤燃燒時間可達數(shù)分鐘乃至數(shù)十分 鐘，這樣煤中硫分就會大量的轉換為SO淅出，一般可達到90%U上。 因此，循環(huán)流化床鍋爐一般采用爐內(nèi)噴鈣脫硫， 由于燃料和脫硫劑在 爐內(nèi)停留的時間長也就使得 SO2與脫硫劑有足夠的反應時間，脫硫反 應充分完全，因而循環(huán)流化床鍋爐具有很高的脫硫效率。4 脫硫劑的脫硫原理/循環(huán)流化床鍋爐燃燒過程中最常見的脫硫劑是鈣基脫硫劑如石 灰石、白云石，在床溫超過其燃燒平衡溫度時，將發(fā)生煨燒分解反應： CaCO3-CaO+CO2CaCa在富氧條件下與SO儂生反應生成硫酸鹽：2CaO+2SO2+O2-2CaSO45 石

8、灰石在循環(huán)流化床鍋爐內(nèi)的煨燒過程天然石灰石是一種致密不規(guī)則結構的礦石， 其孔隙容積和比表面積都 很小。在爐內(nèi)，石灰石首先被煨燒成多孔的 CaO煨燒過程中石灰石 顆粒內(nèi)孔隙容積不斷擴大，比表面積也不斷增加。石灰石多孔的結構 有利于提高二氧化硫的吸收反應活性。6 NOx 的形成機理/煤在燃燒過程中形成的NOx可分為三種，即熱力型、燃料型和快速性。 其中快速型生成量很少可以不考慮。根據(jù)循環(huán)流化床鍋爐的反應溫度 和氧濃度水平，熱力型NO的形成速率很低，故一般可以不考慮。煤 在燃燒過程中主要是燃料型 NOx燃料氮形成的NO占流化床燃燒方 式NOX總排放量的95%U上。7 影響循環(huán)流化床鍋爐內(nèi)NO瀘生的因

9、素 溫度的影響隨著運行溫度的提高，NOX勺排放升高，而N2O勺排放將下降。這就 意味著，通過降低床溫來控制NOX非放會導致N2O非放升高。另一方 面，運行床溫的控制還受負荷及燃燒效率的制約，床溫過低CO濃度很高，這盡管有利于NOX勺還原，卻帶來了化學不完全損失。溫度升 高由于其熱分解作用會使N2OW低。過?？諝庀禂?shù)的影響不分段燃燒不分段燃燒時，過剩空氣系數(shù)對NO*口 N2O的影響很相似。過?？諝?系數(shù)降低時，NO*口 N2O非放量都下降，過?？諝庀禂?shù)增加很大時， NO*口 N2O非放量也大大降低，因為，過?？諝庀禂?shù)很小或很大時， CC度都將升高，而C8促進N5口 N2O勺還原和分解。、分段燃燒

10、實施分段燃燒對降低氮氧化物的排放很有好處。 二次風從床面上方的 一定距離給入，隨著二次風率增大，NOX生成量也隨之下降，并在某一分配下達到最低點。這是由于分段燃燒會使鍋爐局部氧濃度降 低，可以抑制燃料型氮氧化物的生成。另外，分段燃燒也會使火焰高 度降低從而使熱力型氮氧化物降低。如圖所示：/脫硫劑的影響鍋爐添加石灰石的直接目的是為了脫硫。/但石灰石對氮氧化物排放也 有明顯影響，會造成NO上升，而N2O下降。原因是石灰石對 NOX勺 生成起催化作用。因為，多余CaO是氧化性條件下N2O分解的催化劑；CaS是CO®原NOffi N2O勺強催化劑。8 同時降低SOW口 NOX非放的措施通過前

11、面脫除各種有害氣體方法的分析，循環(huán)流化床鍋爐降低SO2和NOX非放的措施主要有：降低過剩空氣系數(shù)燃燒，過?？諝庀禂?shù)在之間。分段給入空氣，實施分段燃燒合理分配二次風的比例， 一般控制在總風量的30%-40%降低燃燒溫度可以使SO麗NOXI低，4S會使N25口 CO曾力口，一 般地，循環(huán)流化床鍋爐的床溫在 850- 900c之間為宜。采用較小的脫硫劑粒徑150-300pm之間，不僅可以增加承載脫硫反應的比表面積，而且使脫硫對溫度的敏感性和對 NOX 勺刺激增長作 用都會減弱。選擇合適的Ca/S比，鈣硫比的選擇與燃料的含硫量和脫硫劑的粒徑有關，一般Ca/S比為。提高懸浮段的顆粒濃度和混合擾動對脫硫和

12、降低NO排放有利。降低煤的平均粒徑和提高一次風壓的壓頭可以提高懸浮段的顆粒濃度。9 循環(huán)流化床鍋爐SOW口 NOX;測值/2009年6月唐山市環(huán)境監(jiān)測站對我公司 2臺490t/h爐進行了實際監(jiān)測，檢測結果如下：1#爐監(jiān)測結果監(jiān)測時間 次數(shù)SO2 (mg/m3 NOX (mg/m32009 年 6 月 3 日 1 235 Zz832 294843284802009 年 6 月 4 日 1 161982 236 1043 240 1022#爐監(jiān)測結果監(jiān)測時間 次數(shù)SO2 (mg/m3 NOX (mg/m32009 年 6 月 3 日 1 135 1102 115 1143109 1122009 年 6 月 4 日 1 103 1122 84 1103 85 110我公司循環(huán)流化床鍋爐通過爐內(nèi)添加石灰石后，脫硫效率可達92%認上。循環(huán)流化床鍋爐的低溫燃燒和分段燃燒技術使得氮氧化物的排放濃度遠遠低于國家標準、400 mg/m3o/9 結論/通過以上分析，可以看出，循環(huán)流化床鍋爐在脫硫脫硝方面有