柱磨机在循环流化床锅炉石灰石脱硫制粉系统中的应用.doc

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1、柱磨机在循环流化床锅炉石灰石脱硫制粉系统中的应用    能源与环境是当今社会发展的两大问题，在能源的利用中，矿物燃料的燃烧要排放出大量污染物。例如，我国每年排入大气中的87%SO2、68%NOx和60%粉尘均来自于煤的直接燃烧，因此，发展高效、低污染的清洁煤燃烧技术、降低NOx和SO2的排放量是当前亟待解决的问题。     循环流化床锅炉是近二十年来在国际上发展起来的新一代高效、低污染的清洁燃烧技术，其主要特点在于燃料及脱硫剂经多次循环、反复地进行低温燃烧和脱硫反应，炉内湍流运动强烈，不但能达到低NO

2、x排放、90%的脱硫效率和较高的燃烧效率，而且具有燃料适应性广、负荷调节性能好、灰渣易于综合利用等优点，因此，在国际上得到了迅速的商业推广。 一、循环流化床脱硫机理     循环流化床锅炉脱硫工艺是近年来迅速发展起来的一种新型脱硫技术，通常采用向炉内添加石灰石等脱硫剂在燃烧的同时实现脱硫，其工作原理是燃料和作为吸收剂的石灰石粉送入燃烧室下部，一次风从布风板下送入，二次风从燃烧室中部送入，气流使燃料颗粒、石灰石粉和循环灰一起在循环流化床内强烈扰动并充满燃烧室，天然石灰石是一种致密的不规则结构，主要成分是

3、CaCO3，石灰石在炉内经过煅烧后分解，颗粒中CO2析出，CaCO3颗粒就变成多孔的CaO颗粒，孔隙率和比表面积均有极大增加，CaO颗粒中由于大量气孔的存在，以及表面积的大大增加，一方面有利于贮集反应产物，另一方面可以使反应气体穿透至颗粒内部进行反应，因此大大加速了CaO与SO2反应生成CaSO4的机会，于是原煤中的硫就被固化为硫酸钙进入灰渣中，最后排出床层，以达到脱硫的目的。 二、流化床燃烧床内加钙脱硫石灰石粒径的影响     流化床燃烧床内加钙脱硫的影响因素包括Ca/S比、床温、料层厚度及流化速度

4、、石灰石性能和石灰石颗粒直径；在CFB锅炉工程一定的情况下，石灰石的反应能力决定了需要加入添加的石灰石的数量，其中石灰石的颗粒直径对床内脱硫反应工况具有重大的甚至决定性的影响。如果颗粒太细，它从床内飞出后不能被气固分离器捕捉送回，不能充分利用；颗粒太大，CaO和SO2反应后在颗粒表面形成CaSO4，由于CaSO4的分子量比CaO大得多，所以颗粒外表面的致密的CaSO4层阻止了SO2与颗粒中心区域CaO的进一步反应。因此，循环流化床锅炉脱硫过程中，对石灰石的颗粒尺寸具有严格的要求。一般，进入炉膛的石灰石

5、颗粒直径应小于1mm，从粒径分布上讲，大多数颗粒的直径应集中于d50附近区域。（如下：图一）  图一：石灰石粉粒度分布曲线 分级后的成品石灰石粉粒度：  0.1mm～1.5mm占60%以上，平均粒度0.40～0.55mm。     因此，减小颗粒粒径可以提高脱硫效率。而过细的石灰石在没有全利用之前就已经从分离器出口逃逸出去，而无法参与循环过程。所以，存在一个最佳的石灰石颗粒粒径，以达到最佳的石灰石利用率。最佳的石灰石粒径分布应与通过的热循环回路循环物料典型颗粒分布（40μm～1.0mm）相对应。CFB

6、锅炉用石灰石的典型的粒度：最大粒径为1mm，d50＝90μm～200μm。国外多数CFB锅炉基本上采用0～1mm粒径范围的石灰石，并尽可能减小细粉的份额。     床内最佳粒径并不是一个固定值，它与床内的流化速度、料层压差、循环倍率、分离器特性等工况参数密切相关。从国外资料看，几家大型循环流化床锅炉制造商提供的最佳颗粒直径各不相同，法国通用电气阿尔斯登工业公司（GASI）认为d50应是120～150μm，美国福斯特惠勒（FosterWheeler）公司认为300μm，美国ABB-CE公司认为500μm

7、。柱磨机以其独特的工作原理使其粉磨的产品在产能、细度、粒级分布等方面比其它粉磨设备更适合CFB锅炉脱硫剂的生产。目前有秦皇岛电厂、华电巡检司电厂、小龙潭电厂、山西临汾、广州石化自备电厂、洛阳石化自备电厂、天津石化自备电厂、华电毕节热电厂等在其300MWCFB锅炉中采用柱磨机配套生产石灰石脱硫剂，并取得了良好的效果。 图二：柱磨机出磨粒级分布曲线（实线） 虚线部分为粒级允许变化范围 三、柱磨机的工作原理     柱磨机采用连续反复中压力的辊压粉磨原理，其工作原理见图三，结构简单、科学。该机上部传动，带动

8、主轴旋转，使辊轮在环锥形内衬中转动（辊、衬之间间隙可调，不接触），物料从上部给入，靠自重下落，由于上部推料和下部堵料相互作用，物料在辊轮与衬板之间形成料层，料层受到辊轮的反复滚动碾压而成粉末，最后从磨机的下部自动卸料。柱磨机辊轮只做规则的公转和自转，而料层厚度可以根据物料特性和进出料粒度要求进行调整，其工作压力主要来自于弹性装置给予的压力，从而避免了辊轮与衬板因撞击而产生的能耗及磨损。  图三 四、柱磨机的粉磨特性     柱磨机采用上进料、下出料，连续