提高循环流化床脱硫效率的方法及选择

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1、提咼循环流化床脱硫效率的方法及选择中冶华天工程技术有限公司江苏南京210019摘要：循环流化床半干法脱硫作为钢铁行业烧结烟气脱硫的主要技术流派之一，随着环保标准的严格实施及逐步提高，脱硫效率必须相应提高。根据CFB-FGD的工作原理及特点，分析了影响脱硫效率的主要因素，并提出了相应的方法及选择。关键词：CFB-FGD脱硫效率喷枪随着我国大气环境形势日益严峻，大气污染物控制的环保标准液不断提高，根据国家环保相关规定，新建烧结厂2012年10月1日起，现有烧结厂2015年1月1日起需执行《钢铁烧结、球团工业大气污染排放标准»(GB28662-2012),烧结烟气排放需达到如下标准：S02≤2

2、00mg/Nm3,N0x≤300mg/Nm3,二噁英≤0.5ng-TEQ/m3,颗粒物≤50mg/Nm3。据统计，截止2013年5月，全国钢铁工业共有454台烧结机配置了372套脱硫系统，其中180套釆用湿法石灰石石膏法，32套采用循环流化床法，氨法31套，氧化镁法20套，旋转喷雾法26套。由此可见，循环流化床法已经成为仅次于湿法石灰石石膏法的主流技术，尤其是低温SCR脱硝技术的发展，循环流化床法己经成为联合脱硫脱硝一个主要的选择方向。一、CFB-FGD脱硫塔内工艺原理及特点烟气通过吸收塔底部的文丘里管加速，在吸收塔文丘里扩散段，烧结烟气与加入的吸收剂、循环脱硫灰充分预混合，

3、进行初步的化学反应，在这一区域主要完成吸收剂与HCI、HF的反应。然后循环流化床体，物料在循环流化床里,气固两相由于气流的作用，产生激烈的湍动与混合，充分接触，在上升的过程中，不断形成絮状物向下返回，而絮状物在激烈湍动中乂不断解体重新被气流提升,形成类似循环流化床锅炉所特有的内循环颗粒流，使得气固间的滑落速度高达单颗粒滑落速度的数十倍；吸收塔顶部结构进一步强化了絮状物的返冋，进一步提高了塔内颗粒的床层密度，使得床内的Ca/S比高达50以上。这样循环流化床内气固两相流机制，极人地强化了气固间的传质与传热，为实现高脱硫率提供了根本的保证。CFB-FGD烟气脫硫工艺的主要特点：①没有喷浆系统及浆液喷

4、嘴，喷入用于降低烟气温度的水，在塔内得到充分的蒸发，保证了进入后续除尘器中的灰具有良好的流动状态；②新鲜消石灰与循环床料在脱硫塔内混合，依靠烟气的悬浮，喷水降温反应；③新鲜消石灰在塔内循环吋间累计可达30min以上，利用率可达98%；④脱硫塔内风速4m/s-6m/s,烟气在塔内停留吋间3-6s；⑤脱硫效率可达94%。⑥可根据工艺水喷水量来调节塔内温度；⑦可调整新鲜消石灰进入脫硫塔的量来控制烟囱出口SO2浓度；⑧可调整外排灰流量来控制脱硫塔内进岀口压差。二、CFB-FGD脱硫塔内过程化学反应CFB-FGD脫硫塔内过程化学反应非常复杂，一般认为存在以下主要反应:Ca(OH)2+SO2=CaSO3&

5、bull;l/2H2O+1/2H2OCa(OH)2+SO3=CaSO4•l/2H2O+1/2H2OCaSO3•：L/2H2O+l/2O2=CaSO4•l/2H2OCa(OH)2+CO2=CaCO3+H2O2Ca(OH)2+2HCI=CaCI2•Ca(OH)2•2H2O(>120°C)Ca(OH)2+2HF=CaF2+2H2O由上述反应可以看出，脱硫塔中进行的是气液固三相反应，其反应速率主要由以下步骤决定：①气相主体中的SO2靠湍流扩散到气膜表面；②SO2靠分子扩散通过气膜到达两相界面；③在界面上SO2从气相溶入液相；④液相SO2靠分子扩散从两相

6、界面通过液膜；⑤液相SO2靠湍流扩散从液膜边界到液相主体；@Ca(OH)2固体扩散到液相主体中；⑦Ca(OH)2颗粒的溶解；⑧液相主体中SO2与Ca(OH)2进行反应。上述SO2和Ca(OH)2的传质是分别同时进行的，并能相互影响，相互促进。Ca(0H)2和S02反应的活性与浆滴中水分存在的吋间有极大的关系。因为这些反应都是在液相中进行的，所以水分的蒸发限制了以上④■⑧步的反应。三、影响CFB-FGD烟气脱硫效率的主要因素固体颗粒物浓度和钙硫比的影响CFB-FGD具有较高的脫硫效率，其中一个重要原因便是脱硫塔内存在高浓度石灰反应区，其浓度CS通常高达0.5-6kg/m3,相当于一般反应器的50

7、J00倍。有实验表明，在塔内停留时间4.5s,塔内绝热饱和温度ΔT二14°C吋，随着固体颗粒物浓度的提高，脱硫效率也随着提高。这是因为塔内反应生成物CaS03由于在反应界面上产生，它将沉积在表面上，随着反应的进行和颗粒的塔内循环，部分未反应完全的颗粒表面就会留下一层惰性产物。此类产物将限制反应的速率，特别是形成一层致密层时，影响更加明显。由于床内强烈的湍流状态以及高的颗粒循环速率，提供