循環(huán)流化床綜合脫硫工藝方案及可行性分析

1、循環(huán)流化床綜合脫硫工藝方案及可行性分析1、關(guān)于循環(huán)流化床 循環(huán)流化床是八十年代開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：* 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；*循環(huán)流化床的運行溫度為83OCs875C,適應(yīng)燃料燃燒過程脫硫, 可降低S02的排放；* 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)娜紵龤夥諒膹?fù)原性氣氛過度到氧化性氣氛， 有效降低了 NOx 的生成與排放；* 循環(huán)流化床內(nèi)高的循環(huán)物料，強化傳熱鍋爐負荷適應(yīng)范圍廣，能40%負荷下保持額定蒸汽參數(shù)。 影響脫硫效果的顯著因素有：流化 床溫度、脫硫劑

2、的數(shù)量。 流化床溫度對脫硫效果的影響，主要表達 在反響的溫度特性上。當(dāng)溫度低于 750C時，石灰石不再進行煅燒分 解反響，脫硫反響幾乎不在進行。而當(dāng)溫度高于1000C時，硫酸鹽將開始分解，不能到達固硫的效果。所以，根據(jù)反響的溫度特性及實 際運行實踐，流化床床層溫度以 825Cs 875C為宜。當(dāng)流化床溫度 超出該溫度范圍時，脫硫效果將大幅度降低。 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。對于循環(huán)流化床 鍋爐，時，一般可到達 90%的脫硫效率。煤中含硫量低時，脫硫效率 相對下降。使用石灰石或石灰脫硫，每脫出一個摩爾的硫，相應(yīng)釋放 出一個摩爾的二氧化碳。因此，應(yīng)追求低鈣

3、硫比下的高脫硫效率，防止消除二氧化硫污染的同時，加劇二氧化碳的污染。 循環(huán)流化床到 達s90%脫硫效率適宜的條件為：鈣硫比：不小于2;床層溫度：83OCs875C ;石灰石粒徑：0s。2、問題的提出 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。因此，建議：采用低于的鈣硫比如，爐內(nèi)燃燒脫除部 分二氧化硫，爐后通過煙氣脫硫工藝再進一步利用脫硫劑脫出局部二 氧化硫，到達所期望的脫硫效果。為降低SO2的排放，循環(huán)流化床的運行溫度為830Cs 875C以適應(yīng)燃料燃燒過程脫硫。由于燃燒溫 度較低，鍋爐燃

4、燒效率受影響，致使飛灰含碳量增加。假設(shè)將燃燒溫 度提高到950C，鍋爐飛灰含碳量降低、燃燒效率提高。由于高的燃 燒溫度，影響脫硫效率，此時爐內(nèi)燃燒脫硫效率降低、但石灰石的煅 燒效果較好，爐內(nèi)未脫硫反響的石灰，隨飛灰進入爐后煙道，為爐后 煙氣脫硫提供脫硫劑。在爐后考慮煙氣脫硫，可充分利用爐內(nèi)煅燒未 反響的脫硫劑，并可進一步提高脫硫效果。 該問題的提出，是兼顧 提高燃燒效率、降低脫硫劑運行費用的廉價脫硫工藝。 期望爐內(nèi)燃 燒脫硫效率控制在s 40%，爐后煙氣脫硫效率控制在s 50%，總體脫 硫效率 90%。根據(jù)鍋爐除塵系統(tǒng)的情況，可采用 “燃燒脫硫+尾部增 濕活化“燃燒脫硫 +煙氣流化床脫硫除塵一

5、體凈化兩種方案。 3、 燃燒脫硫 + 尾部增濕活化半干法 燃燒脫硫 +尾部增濕活化系指 循環(huán)流化床爐內(nèi)參加石灰石進行燃燒脫硫， 然后利用爐內(nèi)未完全反響 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。脫硫產(chǎn) 物呈現(xiàn)干態(tài)固體物，易于處理，沒有污水處理及腐蝕等問題。該脫硫 工藝適合與靜電除塵器或布袋除塵器配套。 該工藝雷同爐內(nèi)噴鈣尾 部增濕活化法 LIFAC 法，但比 LIFAC 經(jīng)濟。循環(huán)流化床鍋爐燃 燒脫硫+尾部增濕活化脫硫， 爐內(nèi)參加的石灰石粒徑粗， 比 LIFAC 的 制粉耗電少，因而經(jīng)濟。假設(shè)采用煙氣循環(huán)流化床脫硫 CFB 法，

6、脫硫灰循環(huán)利用可進一步提高脫硫效率和脫硫劑的利用率。 CFB 法的 顯著技術(shù)特點是脫硫劑的高倍率循環(huán)流化、 循環(huán)重復(fù)參與反響， 脫硫 劑與煙氣的總接觸時間長，因而反響充分、脫硫劑利用率高。4、燃燒脫硫 + 煙氣流化床脫硫除塵一體凈化濕法 燃燒脫硫 +煙氣流 化床脫硫除塵一體凈化系指首先在循環(huán)流化床爐內(nèi)參加石灰石進行 燃燒脫硫， 然后利用爐內(nèi)未完全反響的石灰， 進行煙氣流化床脫硫除 塵一體凈化，如圖 2 所示。 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) 2-4 ，該技 術(shù)已在全國范圍得到推廣。該技術(shù)具有良好的除塵、脫硫效果，且除 塵、脫硫同時一體完成

7、。技術(shù)通過了山東省科委的鑒定，獲得山東省 科技進步一等獎、 教育部科技進步一等獎。 并由國家科委定為國家級 重點推廣技術(shù)、 國家環(huán)保局環(huán)保最正確實用技術(shù)。 同時取得國家專利 兩項。 該技術(shù)的核心是把氣液固流化技術(shù)應(yīng)用于煙氣凈化，將 脫硫、消煙、除塵同時在一體 (流化床 )內(nèi)完成。優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計，保障 本錢與凈化效率比到達最正確水平。 煙氣流化床脫硫除塵一體凈化 技術(shù)的工藝特點： (1)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

8、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。 (2)煙氣流化鼓泡、 除塵效率高 煙 氣經(jīng)布風(fēng)板， 成為細小的氣柱和氣泡， 煙塵在氣柱或氣泡內(nèi)活動空間 小，在各種力的作用下，更易碰撞在液膜上而被截留。(3)采用旋流脫水除霧，進一步提高除塵和脫硫效率， 并有效地防止風(fēng)機帶水。 (4) 采用流化床結(jié)構(gòu)形式，脫硫除塵一體完成，設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單，占地面積 小，投資少。 (5) 洗滌液循環(huán)利用，沒有二次污染。 (6)其他特性： 占地面積同水膜除塵器。 設(shè)置慣性脫水 或濕式靜電脫水 +輔助熱 風(fēng)，防止風(fēng)機帶水。及內(nèi)部件，根據(jù)所處位置采用相應(yīng)的

9、材料和防腐 措施，主體壽命 20 年；易損部件采用可更換的插接結(jié)構(gòu)。投資約 1 萬元/蒸噸，系統(tǒng)投資根據(jù)現(xiàn)場確定。阻力 12001500 Pa適應(yīng)于現(xiàn) 有風(fēng)機動力配套。 脫硫劑自動或半自動機械添加。 費用：以煤的含 硫量為2%計算，脫硫效率9 0%，脫硫劑的費用為3元/噸煤，耗電2元/噸煤?，F(xiàn)環(huán)保收費為8元/噸煤。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，除塵效率高，投資低。5、循環(huán)流化床鍋爐綜合脫硫工藝特點 循環(huán)流化床鍋爐綜合脫硫工藝具有 以下特點： 流化床爐內(nèi)脫硫與爐后煙氣脫硫結(jié)合， 充分利用流化床爐 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，利用飛灰中的未反響氧化鈣，進行爐后煙氣脫硫，充分利用脫硫 劑，降低鈣硫比小于，減少脫硫劑費用降低 40%以上；循環(huán) 流化床鍋爐內(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，脫硫本錢低，符合 國情。 技術(shù)指標(biāo)： 脫硫效率： 90%；鈣硫比： 1.5.燃燒脫硫 + 尾部增濕活化半干法 燃燒脫硫 +