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)流化床是八十年代發(fā)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(diǎn)：*床內(nèi)具有很大的熱容量，床內(nèi)混合好，燃料適應(yīng)性強(qiáng)，包括劣質(zhì)燃料的良好適應(yīng)性；*循環(huán)流化床的運(yùn)行溫度為830Cs875C,適應(yīng)燃料燃燒過程脫硫,可降低SO2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(yùn)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(qiáng)化傳熱鍋爐負(fù)荷適應(yīng)范圍廣，能40%負(fù)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、脫硫劑的數(shù)量。流化床溫度對脫硫效

2、果的影響，主要表達(dá)在反應(yīng)的溫度特性上。當(dāng)溫度低于750c時，石灰石不再進(jìn)行煨燒分解反應(yīng)，脫硫反應(yīng)幾乎不在進(jìn)行。而當(dāng)溫度高于1000c時，硫酸鹽將開始分解，不能到達(dá)固硫的效果。所以，根據(jù)反應(yīng)的溫度特性及實(shí)際運(yùn)行實(shí)踐，流化床床層溫度以825cs875c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(dá)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

3、氧化碳的污染循環(huán)流化床到達(dá)S90%脫硫效率適宜的條件為：鈣硫比：不小于2;床層溫度：830cs875c；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(fèi)；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(jìn)一步利用脫硫劑脫出部分二氧化硫，到達(dá)所期望的脫硫效果。為降低SO2的排放，循環(huán)流化床的運(yùn)行溫度為830cs875c以適應(yīng)燃料燃燒過程脫硫。由于燃燒溫度較低，鍋爐燃燒效率受影響，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

4、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、但石灰石的煨燒效果較好，爐內(nèi)未脫硫反應(yīng)的石灰，隨飛灰進(jìn)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)煨燒未反應(yīng)的脫硫劑，并可進(jìn)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(yùn)行費(fèi)用的廉價脫硫工藝。期望爐內(nèi)燃燒脫硫效率控制在s40%,爐后煙氣脫硫效率控制在s50%,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)加入石灰石進(jìn)行燃燒脫硫

5、，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(jìn)一步進(jìn)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?yán)淄瑺t內(nèi)噴鈣尾部增濕活化法LIFAC法，但比LIFAC經(jīng)濟(jì)。循環(huán)流化床鍋爐燃燒脫硫+尾部增濕活化脫硫，爐內(nèi)加入的石灰石粒徑粗，比LIFAC的制粉耗電少，因而經(jīng)濟(jì)。假設(shè)采用煙氣循環(huán)流化床脫硫CFB法，脫硫灰循環(huán)利用可進(jìn)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(diǎn)是脫硫劑的高倍率循環(huán)流化、循環(huán)重復(fù)參與反應(yīng)，脫硫劑與煙氣的總接觸時間長，因而反應(yīng)充分、脫

6、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)加入石灰石進(jìn)行燃燒脫硫，然后利用爐內(nèi)未完全反應(yīng)的石灰，進(jìn)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。技術(shù)通過了山東省科委的鑒定，獲得山東省科技進(jìn)步一等獎、教育部科技進(jìn)步一等獎。并由國家科委定為國家級重點(diǎn)推廣技術(shù)、國家環(huán)保局環(huán)保最正確實(shí)用技術(shù)。同時取得國家專利兩項(xiàng)。該技術(shù)的核心是把氣-液-固流化技術(shù)應(yīng)用于煙

7、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(jì)，保障成本與凈化效率比到達(dá)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(diǎn)：（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(xì)分為細(xì)小氣柱，氣柱沖擊洗滌液，又被破碎成細(xì)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(kuò)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(xì)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。

8、（3）采用旋流脫水除霧，進(jìn)一步提高除塵和脫硫效率，并有效地防止風(fēng)機(jī)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(jī)帶水。及內(nèi)部件，根據(jù)所處位置采用相應(yīng)的材料和防腐措施，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12001500Pa,適應(yīng)于現(xiàn)有風(fēng)機(jī)動力配套。脫硫劑自動或半自動機(jī)械添加。費(fèi)用：以煤的含硫量為2%計(jì)算，脫硫效率90%,脫硫劑的費(fèi)用為3元/噸煤，耗電2元/噸煤?，F(xiàn)環(huán)保收費(fèi)為8元/噸煤。該綜合脫硫工藝，具尾部脫硫?yàn)闈穹?，特點(diǎn)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(diǎn)循環(huán)流化床鍋爐綜合脫硫工藝具有以下特點(diǎn)：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，利用飛灰中的未反應(yīng)氧化鈣，進(jìn)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(fèi)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(jì)。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.燃燒脫硫+尾部增濕活化半干法燃燒脫硫+尾部