循环流化床综合脱硫工艺方案及可行性分析

1、循环流化床综合脱硫工艺方案及可行性分析1、关于循环流化床 循环流化床是八十年代开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：* 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；*循环流化床的运行温度为83OCs875C,适应燃料燃烧过程脱硫, 可降低S02的排放；* 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复原性气氛过度到氧化性气氛， 有效降低了 NOx 的生成与排放；* 循环流化床内高的循环物料，强化传热锅炉负荷适应范围广，能40%负荷下保持额定蒸汽参数。 影响脱硫效果的显著因素有：流化 床温度、脱硫剂

2、的数量。 流化床温度对脱硫效果的影响，主要表达 在反响的温度特性上。当温度低于 750C时，石灰石不再进行煅烧分 解反响，脱硫反响几乎不在进行。而当温度高于1000C时，硫酸盐将开始分解，不能到达固硫的效果。所以，根据反响的温度特性及实 际运行实践，流化床床层温度以 825Cs 875C为宜。当流化床温度 超出该温度范围时，脱硫效果将大幅度降低。 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。对于循环流化床 锅炉，时，一般可到达 90%的脱硫效率。煤中含硫量低时，脱硫效率 相对下降。使用石灰石或石灰脱硫，每脱出一个摩尔的硫，相应释放 出一个摩尔的二氧化碳。因此，应追求低钙

3、硫比下的高脱硫效率，防止消除二氧化硫污染的同时，加剧二氧化碳的污染。 循环流化床到 达s90%脱硫效率适宜的条件为：钙硫比：不小于2;床层温度：83OCs875C ;石灰石粒径：0s。2、问题的提出 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。因此，建议：采用低于的钙硫比如，炉内燃烧脱除部 分二氧化硫，炉后通过烟气脱硫工艺再进一步利用脱硫剂脱出局部二 氧化硫，到达所期望的脱硫效果。为降低SO2的排放，循环流化床的运行温度为830Cs 875C以适应燃料燃烧过程脱硫。由于燃烧温 度较低，锅炉燃

4、烧效率受影响，致使飞灰含碳量增加。假设将燃烧温 度提高到950C，锅炉飞灰含碳量降低、燃烧效率提高。由于高的燃 烧温度，影响脱硫效率，此时炉内燃烧脱硫效率降低、但石灰石的煅 烧效果较好，炉内未脱硫反响的石灰，随飞灰进入炉后烟道，为炉后 烟气脱硫提供脱硫剂。在炉后考虑烟气脱硫，可充分利用炉内煅烧未 反响的脱硫剂，并可进一步提高脱硫效果。 该问题的提出，是兼顾 提高燃烧效率、降低脱硫剂运行费用的廉价脱硫工艺。 期望炉内燃 烧脱硫效率控制在s 40%，炉后烟气脱硫效率控制在s 50%，总体脱 硫效率 90%。根据锅炉除尘系统的情况，可采用 “燃烧脱硫+尾部增 湿活化“燃烧脱硫 +烟气流化床脱硫除尘一

5、体净化两种方案。 3、 燃烧脱硫 + 尾部增湿活化半干法 燃烧脱硫 +尾部增湿活化系指 循环流化床炉内参加石灰石进行燃烧脱硫， 然后利用炉内未完全反响 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。脱硫产 物呈现干态固体物，易于处理，没有污水处理及腐蚀等问题。该脱硫 工艺适合与静电除尘器或布袋除尘器配套。 该工艺雷同炉内喷钙尾 部增湿活化法 LIFAC 法，但比 LIFAC 经济。循环流化床锅炉燃 烧脱硫+尾部增湿活化脱硫， 炉内参加的石灰石粒径粗， 比 LIFAC 的 制粉耗电少，因而经济。假设采用烟气循环流化床脱硫 CFB 法，

6、脱硫灰循环利用可进一步提高脱硫效率和脱硫剂的利用率。 CFB 法的 显著技术特点是脱硫剂的高倍率循环流化、 循环重复参与反响， 脱硫 剂与烟气的总接触时间长，因而反响充分、脱硫剂利用率高。4、燃烧脱硫 + 烟气流化床脱硫除尘一体净化湿法 燃烧脱硫 +烟气流 化床脱硫除尘一体净化系指首先在循环流化床炉内参加石灰石进行 燃烧脱硫， 然后利用炉内未完全反响的石灰， 进行烟气流化床脱硫除 尘一体净化，如图 2 所示。 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 2-4 ，该技 术已在全国范围得到推广。该技术具有良好的除尘、脱硫效果，且除 尘、脱硫同时一体完成

7、。技术通过了山东省科委的鉴定，获得山东省 科技进步一等奖、 教育部科技进步一等奖。 并由国家科委定为国家级 重点推广技术、 国家环保局环保最正确实用技术。 同时取得国家专利 两项。 该技术的核心是把气液固流化技术应用于烟气净化，将 脱硫、消烟、除尘同时在一体 (流化床 )内完成。优化结构设计，保障 本钱与净化效率比到达最正确水平。 烟气流化床脱硫除尘一体净化 技术的工艺特点： (1)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

8、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。 (2)烟气流化鼓泡、 除尘效率高 烟 气经布风板， 成为细小的气柱和气泡， 烟尘在气柱或气泡内活动空间 小，在各种力的作用下，更易碰撞在液膜上而被截留。(3)采用旋流脱水除雾，进一步提高除尘和脱硫效率， 并有效地防止风机带水。 (4) 采用流化床结构形式，脱硫除尘一体完成，设备结构简单，占地面积 小，投资少。 (5) 洗涤液循环利用，没有二次污染。 (6)其他特性： 占地面积同水膜除尘器。 设置惯性脱水 或湿式静电脱水 +辅助热 风，防止风机带水。及内部件，根据所处位置采用相应的

9、材料和防腐 措施，主体寿命 20 年；易损部件采用可更换的插接结构。投资约 1 万元/蒸吨，系统投资根据现场确定。阻力 12001500 Pa适应于现 有风机动力配套。 脱硫剂自动或半自动机械添加。 费用：以煤的含 硫量为2%计算，脱硫效率9 0%，脱硫剂的费用为3元/吨煤，耗电2元/吨煤。现环保收费为8元/吨煤。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，除尘效率高，投资低。5、循环流化床锅炉综合脱硫工艺特点 循环流化床锅炉综合脱硫工艺具有 以下特点： 流化床炉内脱硫与炉后烟气脱硫结合， 充分利用流化床炉 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，利用飞灰中的未反响氧化钙，进行炉后烟气脱硫，充分利用脱硫 剂，降低钙硫比小于，减少脱硫剂费用降低 40%以上；循环 流化床锅炉内加石灰石，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，脱硫本钱低，符合 国情。 技术指标： 脱硫效率： 90%；钙硫比： 1.5.燃烧脱硫 + 尾部增湿活化半干法 燃烧脱硫 +