浅谈如何提高循环流化床锅炉炉内脱硫的效率

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1、1导语根据国家相关法律法规的要求，燃煤在使川过程屮的硫化物的排放量是有严格的规定的。因此，在相关的燃煤使用企业中必须进行脱硫燃煤牛产操作，但是由于脱硫成本较高以及影响脱硫效率的因素较多，致使在很大程度上燃煤的硫化物排放量依然很高。对此，笔者将循环流化床锅炉炉内脱硫效率影响因索分析为重点，对这一问题加以论述，以提高该种锅炉的脱硫效率，降低企业成木。2锅炉炉型的甄选对于锅炉炉型的选择要在以该企业实际年使川燃煤量的基础上进行具体的选丿IJ,其屮为降低脱硫的成本，需在同容量的锅炉上选择具有较高热效率和炉内脱硫效率的锅炉。我们一家公司的锅炉进行脱硫实验分

2、析，为更好地降低脱硫成本，我们为其选用了SHFx35-l.27/270-P型号的低循环倍率锅炉，在15.8米的出口高度上锅炉为3.8m/s的炉膛设计烟速，采用中温旋风分离器和袋式除尘器，除尘效率299.9%,对有效地将烟尘的排放浓度控制在30mg/m3o其使用燃煤为本地贫煤，工业分析值如下所示：3煤燃烧过程中S02的析出煤屮硫可分为四种形态，即硫化物(以黄铁矿硫FeS2为主)、硫酸盐(CaS04・2H20,FeS04・2H20)、有机硫(CxHySz)及元素硫。其中,硫化物硫和有机硫及元素硫是可燃硫,占煤屮硫分的90%以上，硫酸盐硫是不可燃硫，

3、是煤中灰分的组成部分。煤在燃烧期间，所有的可燃硫在受热过程屮都从煤中释放出来。在氧化气氛屮，乂会被氧化而生成S02,有机硫在加热至400°C时即开始大量分解，煤中有机硫和元素硫在燃烧过稈中基本上都会氧化生成S02o黄铁矿硫在300°C时即开始失去硫份，形成黄铁矿和赤铁矿。黄铁矿硫的大量分解是在650°C以上。在氧化气氛下，硫化物硫(以黄铁矿硫FeS2为主)可直接氧化生成S02：4FeS2+llS02-2Fe203+8S02(1)4脱硫机理煤在燃烧过程中生成的S02如遇碱金属氧化物CaO>MgO等,便会反应生成CaS04>MgS04等而被固定在灰

4、渣屮。因此燃烧脱硫也常常被称做固硫。口前循环流化床燃烧脱硫通常采川石灰石(CaC03)作为脱硫剂，把破碎后的粒度为0.「2.0mm的石灰石送入循环流化床炉膛内，其在炉内的脱硫反应分两步：首先是石灰石的锻烧分解反应，反应式为：CaC03=CaO+C02-0.1794X106kJ/kg(2)石灰石在燉烧过程中，由于C02的析出，使牛成的CaO具有多孔的结构。除CaO表面完成对S02的吸附外，其多孔结构使CaO对S02的吸附表面增加，从而加大CaO对S02的反应接触面积，促进反应的进行，最终反应牛成CaS04o发牛的脱硫反应如下：CaO+SO2+l/

5、2O2=CaSO4+0.502X106kJ/kg(3)石灰石在燃烧过程中的脱硫原理见图1。图1石灰石在燃烧过程中的脱硫原理式(3)是燃烧脱硫反应的主要步骤，特别是在温度较高时式(2)反应速度很快，但需耍注意式(3)反应存在最佳温度范吊

6、,该温度范吊

7、为840^870°C。流化床在这个温度范鬧内进行燃烧脱硫时可以得到较高的脱硫效率，温度低于或高于该温度范围后，脱硫效率都会降低。5影响脱硫效率的主要因索脱硫效果通常用脱硫效率來表示，而脱硫效率通常用烟气中的S02被石灰石吸收的百分数来表示。式(4)屮US02-—脱硫效率，%C0一-S02原始理论排放

8、浓度，mg/m3Cl加入石灰石后S02排放浓度，mg/m3影响脱硫效率的因素众多，其中主要因素有:脱硫剂的特性、Ca/S摩尔比、石灰石的颗粒分布、床温、飞灰循环倍率、煤的性质等。5.1石灰石的反应活性耍保证脱硫运行的效果和经济性，石灰石品质的选择是关键，石灰石质量要求CaC03含量大于70%,选用的脱硫试验石灰石成份分析见表2所示；再者，就是购买反应活性高和脱硫性能好的品种。一般说来，晶体型石灰石主要由人块的碳酸钙晶体组成，结构致密，锻烧后生成的石灰的微孔结构很不理想，反应面积小，因此反应活性差。非晶体型石灰石是由小块碳酸钙晶体黏结在一起形成的

9、非晶体结构，锻烧后形成的微孔比较理想，可参与反应而积大，所以其活性好，由此可见，对于燃烧高硫燃料，为保证高的脱硫效率，用作脱硫剂的石灰石选择十分重要。表2石灰石成分分析％5.2Ca/S摩尔比的影响--般情况下，要求的脱硫效率越高，那么Ca/S摩尔比也越高，因而要消耗更多的石灰石,且在飞灰中未反应的CaO含量越高，脱硫运行成木也就越高。锅炉燃用的原料煤中Sf平均为1.28%,我们用德国约克仪器公司的S2000世烟气分析仪在烟道分别测试了不同Ca/S摩尔比下S02排放浓度，图2是当浓相区温度在860°C时，测试得到的Ca/S摩尔比与脱硫效率的数据关

10、系，从图2可以看出，随看Ca/S摩尔比增大，脱硫效率增大，当Ca/S摩尔比人于2.5时脱硫效率增加趋势缓慢。当Ca/S摩尔比为2.5时，S02的排放浓