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循環流化床鍋爐爐內脫硫原理及影響因素

發表日期:2011-8-17 | 發布人:不詳 | 閱讀次數:13204

    

循環流化床鍋爐爐內脫硫原理及影響因素
爐內脫硫原理
循環流化床鍋爐爐內脫硫是采用石灰石干法脫硫來實現的,即將爐膛內的CaCO3高溫煅燒分解成CaO,與煙氣中的SO2發生反應生成CaSO4,隨爐渣排出,從而達到脫硫目的。

影響脫硫效率的因素:
① 床溫對脫硫的影響:有關試驗表明,床溫對SO2的析出影響最大,SO2濃度隨著床溫的升高而單調增大,但是脫硫效率隨著床溫的升高會迅速下降,當床溫低于800℃時,脫硫劑孔隙數少,孔徑小,反應速度低,而且SO2析出速度慢,脫硫效果差;當床溫高于950℃時,CaO內部的孔隙結構會發生部分燒結而減少,降低CaO與SO2的反應速度,導致脫硫效率降低。

② Ca/S摩爾比對脫硫的影響:循環流化床鍋爐運行實踐表明,隨著爐內添加石灰石量的增加,脫硫效率逐漸提高,在Ca/S摩爾比小于2.5范圍內,脫硫效率隨Ca/S摩爾比增加提高很快,當繼續增加Ca/S摩爾比時,脫硫效率增加速度會明顯減慢。
③ 石灰石入爐粒度對脫硫效率的影響:脫硫劑的粒徑分布對脫硫效率也有較大的影響。理論上講,脫硫劑越小,爐內脫硫效果越好,因為減少石灰石粒徑能增加其表面積,從而提高反應面積。但脫硫劑并非越小越好,如果脫硫劑太小,就會有很大部分隨著煙氣逃逸,增加尾部煙道的飛灰量,從而使除塵器負擔加大。最佳的脫硫劑粒徑分布與鍋爐設計參數有關,一般在0~2mm屬于比較合理的范圍,平均為100~200um。
④ 石灰石品質對脫硫效率的影響:石灰石品質對脫硫效率影響十分敏感,不同品質的石灰石反應性能差異很大,在CaCO3含量、晶體結構和孔隙特征上也有所不同。一般應對石灰石做熱重分析(TGA),測定其反應率指標,從而準確推算出Ca/S摩爾比。
⑤ 煤種特性對脫硫的影響:循環流化床爐內脫硫效率的高低,直接取決于煤中含硫量的高低。一般來講,供熱燃煤中含硫量越高,脫硫效率就越高,但這并不代表SO2排放濃度低。在燃用高硫煤時,脫硫效率能達到90%甚至更高,但SO2排放濃度仍然不能達到國家排放標準的要求。

⑥ 石灰石投放方式對脫硫效率的影響:傳統的石灰石投放方式為,與煤混合一起通過給煤口進入到爐膛內,這種投放方式雖然方法簡單容易操作,但是有很大的弊端:煤中含有的外部水分與石灰石接觸后,使石灰石粉末結塊,影響了它在爐內的煅燒效果,大大降低了石灰石孔隙面積,從而使石灰石的固硫能力受到很大限制。石灰石投放點也可以設置在二次風口,通過特設的風力管道輸送系統將石灰石粉末送至二次風支管,隨二次風一起進入爐膛,其優點是投放點分散均勻,在爐膛內沸騰擾動強烈,反應速度快程度高,從而使脫硫效率提高,缺點是系統復雜。近幾年,我們經在流化床返料管上設置石灰石投放點,并在幾個電廠中試驗,收到了良好的效果,需要解決的一個問題就是返料管開孔處的密封。

結論:循環流化床鍋爐爐內脫硫,根據煤種的含硫量不同,只要能達到SO2國家排放標準要求,脫硫效率在70~90%都是合理的;在煤種已經定下的前提下,通過調節運行床溫、合理設置Ca/S摩爾比、控制石灰石粒度等措施,能夠有效提高脫硫效率;燃用高硫煤時,若脫硫效率在90%都無法達到SO2國家排放標準時,則必須進行尾部煙氣脫硫

 
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