cfb炉内石灰石脱硫研究

《cfb炉内石灰石脱硫研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、循环流化床锅炉炉内添加石灰石脱硫的研究于树辉（山东电力工程咨询院有限公司，山东济南250013）摘要:分析了循环流化床锅炉的特点和脱硫原理，探讨了循环流化床锅炉炉内添加石灰石脱硫系统中存在的问题及影响脱硫效率的因素，提出提高循环流化床锅炉炉内脱硫效率的措施。关键词：循环流化床锅炉;石灰石;脱硫效率;影响因素;对策措施循环流化床（CFB）燃烧技术是最近几

2、•年发展起来的~种新型燃烧技术，由于循环流化床锅炉具冇燃料适应性广、燃烧效率高、高效脱硫的特点，因此近年来宥了很大的发展。其应用范围从小型工业流化床锅炉发展到大型电站锅炉，投入运行的最大容量为300MW。截至2008年底，已

3、冇与300MW机组配套的18台循环流化床锅炉投入运行。流化床燃烧技术也从第一代鼓泡床（俗称沸腾床）发展到第二代循环床。1循环流化床燃烧特点和脱硫原理1.1循环流化床燃烧优点循环流化床燃烧技术具有一些常规的煤燃烧技术（如层燃和煤粉燃烧）所不具备的优点，如具有脱硫、脱硝功能，燃料适应性强，可燃烧劣质煤，负荷调节性能强等O（1）具冇脱硝功能。循环流化床的燃烧特点是任何吋候流化床内惰性热物料都占全部床内固体物料的97%〜98%，因而，可以将温度控制在800〜90（TC的范围

4、A），并保证稳定和高效的燃烧。这种低温燃烧方式可以有效地抑制NOx的生成和排放，循环流化床锅炉NOx的生成量

5、很小，仅占煤粉锅炉燃烧的1/3〜1/4。（2）具冇脱硫功能。由于循环流化床燃烧温度正好是石灰石/石灰脱硫反应的最佳温度，因而在床内加入石灰石或白云石可宥效地脱除在燃烧过程中生成的SO2。（3）燃料适应性强。由于循环流化床床内惰性物料的巨大热容量，以及流态燃烧过程屮十分良好的传热、传质和混合过程，因此循环流化床虽然是~种低温燃烧方式，但它却可以燃用一切种类的燃料并达到较高的燃烧效率，其中包括高灰分、高水分、低热值、低灰熔点的劣质燃料（如泥煤、褐煤、油页岩、木屑、洗煤厂的煤泥、洗矸、煤矿的煤矸石等），以及难以点燃和燃尽的低挥发分燃料（贫煤、无烟煤、石油焦和焦炭等）。（4）负荷调

6、节性能强。负荷可在30%〜115%之间进行调节。可以在锅炉负荷40%以上的情况下，使蒸汽温度正常；锅炉负荷调节速率也快，一般每分钟可达4%的调节速率。1.2循环流化床锅炉存在的问题（1）初投资大。由于循环流化床的炉膛内传热系数与炉内沿炉膛高度的气固浓度比密切相关，炉膛上部稀相段的传热系数远小于下部浓相段的传热系数，冉加上温度低、烟气流速高、床截面小，因而必须増加炉膛高度，否则四周墙面不足以满足受热面面积要求，从而增加了锅炉的初投资。（2）耗电量大。循环床的分离循环系统比较复杂，且布风板及系统阻力较大，使锅炉自身耗电量增大，约为机组发电量的7%左右，导致运行费用增加，耗电量增

7、大。(3)磨损及腐蚀。由于床内流速卨、hM体颗粒浓度大以及为控制NOx排放而采用分级燃烧使炉膛内存在还原性气氛的K域等因素，会造成进风风帽等部位的磨损及受热面与挂管的磨损与腐蚀，导致循环流化床锅炉检修率较高。综上所述，循环流化床由于能在低温下燃烧等一系列特点，它虽然存在~定的问题，但仍不失是当前在燃烧中脱硫的最佳燃烧方式。1.3循环流化床锅炉的脱硫原理循环流化床燃烧脱硫技术是指在循环流化床锅炉屮将石灰石(石灰)等原料粉碎成与煤粉同等细度，参入煤中在炉内同时燃烧，在800〜900°C时，石灰石受热分解成CO2，及多孔CaO,CaO与SO2发生反应生成CaSO4。由于循环流化床

8、锅炉带冇高温除尘器(旋风分离器)，吋使飞出去的未完全反应的脱硫剂又返回炉膛循环利用，同时，循环流化床较低的燃烧温度确保CaO不会烧结，从而提高了脱硫效率。其化学反应式如下：CaCO3—CaO+CO2(1)CaO+1/202+SO2—CaSO4(2)(1)式为吸热反应，石灰石CaCO3分解为CaO和CO2的热分解温度为880°C左右。(2)式中CaO与SO2反应的最佳温度是800〜85(TC。由于循环床内的烟气流速为4.5〜7.0m/s，可以把相当数量的固体颗粒带出炉膛。安装在炉膛出口处的高效分离器能将被气流带出的固体颗粒分离出来，再将其送冋炉膛底部，以维持炉膛内床料总量不变

9、的连续工作状态。在循环床运行工况下，整个炉膛内除了气体h'd上流动外，固体颗粒亦A上流动，此吋气、固两相之间存在的相对速度称为滑移速度。气、固两相混合物的密度不单纯取决于流化速度，还与当时颗粒的质量流率有关。在一定的气流速度1，质景流率越大，则床料密度越大;固体颗粒的循环量越大，则气、固问滑移速度也越大。固体颗粒的聚集和团聚作用是循环床内颗粒运动的一个特点。研究表明，当床料密度为8〜10kg/m3吋，床内细颗粒就会闭聚成大粒子闭。粒子闭由于重量増加、体积加大，具冇较大的Q由沉降速度。在一定的气流速度卜大粒子团不是