220 t_h循环流化床锅炉混烧石油焦与煤的硫_氮排放研究

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1、第44卷第6期锅炉技术V0I．44，NO．62013年11月BOILERTECHN0L0GYNOV．．2Ol3220t／h循环流化床锅炉混烧石油焦与煤的硫／氮排放研究朱晓明(神华国能山东建设集团有限公司，山东济南250001)摘要：在220t／h商业运行循环流化床锅炉上进行了石油焦与煤混合燃烧脱硫性能工业试验研究。研究表明，床温是影响脱硫的一个重要因素。随着床温升高，脱硫效率下降很快。在床温为853℃时，脱硫效果达到最佳。随着Ca／S摩尔比增加，S0。排放浓度降低。对于石油焦与煤的混合燃料，最佳Ca／S摩尔比为2．5。石油焦／煤热量比对脱硫效果没有明显影响。随床温升高，NO排放浓度升高。

2、随着Ca／S摩尔比增加，NO排放浓度降低。关键词：循环流化床；混合燃料；石油焦；脱硫效率中图分类号：TK229．66文献标识码：B文章编号：1672—4763(2013)06—0025—04和1．84mm。从表中可以看出，试验用石油焦是0前言富含碳的燃料，碳含量高达79．82，低位发热量石油焦是炼油工艺的副产品，由于石油焦中为32．61MJ／kg，灰分很少，与煤相比，硫、氮的含的硫和重金属含量高，大多不适合用作要求较高量较高。本试验用石灰石产地是南京栖霞，化学的化工和冶金工业的原料。石油焦作为燃料有以成分见表3。本实验的工况如表4所示。下特点：碳、氮和硫等的含量较高，燃烧生成的NO、SO

3、等污染物排放量相对较高，但热值也很高；石油焦的比挥发分低、表面积、孔体积和孔表面积都比煤小，这对点火和燃烬也不利[1]。在煤粉炉上无法利用石油焦。循环流化床锅炉具有燃料适应性广的特点，并且具有SO和NO低排放的优点，被认为是目前最环保的锅炉。因此可1一至炉膛二次风；2一至燃料系统二次风；3一二级过热器；4高以考虑在循环流化床上燃烧石油焦。为了更好的温旋风分离器；5一尾部过热器及省煤器；6一空气预热器；7一电利用石油焦，在220t／h的循环流化床锅炉上进行除尘器；8一引风机；9一烟囱；1O一二次风机；11-一次风机；了混烧石油焦和煤的工业试验，对混烧石油焦和12一高压流化风机；13一燃料及

4、石灰石给料口煤的SO和NO的排放特性进行了研究，以期为图1试验CFB锅炉系统简图高效、安全和清洁利用石油焦提供借鉴和指导。表1石油焦和煤的工业分析和元素分析％1试验部分本试验锅炉型号为220～9．8／540-Pyroflow循环流化床锅炉，芬兰奥斯龙公司制造，于2001年投产，为高压、单汽包、自然循环、常压循环流化床锅炉，采用高温旋风分离器，室外布置，单炉体。锅炉系统简图见图1。试验用石油焦和煤的工业分析和元素分析结果见表1。试验用石油焦和煤的粒径分布结果见表2，平均粒径分别为2．18rnm收稿日期：2o13—0620作者简介：朱晓明(1961一)，男，高级工程师，主要从事电厂运行优化调

5、整及洁净煤燃烧方面的研究。26锅炉技术第44卷表2石油焦和煤粒径分布％分布及孑L隙堵塞特性。70o600f晕5o0越400蔑300景2001008508608708808909OO910920床温，℃图2SO。排放浓度与床温关系图989694薹：工况号／(t．h-1)850860870880890900910920床温，℃图3脱硫效率与床温的关系40f20晕008060嶷4020O2结果与讨论2．1密相区床温对脱硫效率的影响反应时间密相区床温是影响循环流化床锅炉脱硫效率的一个非常重要的因素，在考察密相区床温图4密相区床温为853℃时SO2排放浓度对脱硫效率影响时，保持石油焦／煤热量比和3

6、种不同床温下炉渣的XRD分析见图5。Ca／S摩尔比不变，通过改变密相区床温以研究床温对脱硫效率的影响。密相区床温与SO排放浓度及脱硫效率的关系曲线如图2和图3所示。在一定范围内，随着床温的升高，SO排放浓度明显升高，由853℃时的121mg／m。升高jU基Ct1．／Mono曲‘到912℃时的640mg／m。，脱硫效率迅速下降，由853℃时的96下降到912℃时的79。由图4可以看出，当床温为853℃时稳定运行，sO排放浓度很低。床温对SO排放有很大的影响，主要取决于脱硫剂的反应速度、固体产物第6期朱晓明：220t／h循环流化床锅炉混烧石油焦与煤的硫／氮排放研究277Ooo6ooOsdrJ

7、5O0076543214ooo咖咖咖咖o3O0o20o010o0O20222426283032343638401．61．82．02．22．42．62．83．03．22THETAfo)874℃Ca／S摩尔比图70排放浓度与Ca／S摩尔比关系随Ca／S摩尔比增大，SO排放浓度大幅度降低，脱硫效率增加。在CaO固硫反应中生成的CaSO摩尔体积会增大180左右L6]。反应开始就会在CaO的表面生成一层致密CaSO薄层，由于CaSO体积增大，