循环流化床 锅炉深度脱硫的经济性研究

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1、学兔兔www.xuetutu.com第43卷第5期锅炉技术V0I_43，NO．52012年9月BOILERTECHNOLOGYSep．，2012循环流化床锅炉深度脱硫的经济性研究李树林，曾庭华，范浩杰，(1．上海交通大学热能工程研究所，上海200240；2．广东电网电力科学研究院，广东广州510080)摘要：随着火电厂大气污染物排放标准要求日益严格，循环流化床锅炉采用炉内加钙脱硫已很难达到排放标准。针对循环流化床，提出深度脱硫方案，即炉内脱硫加尾部湿法脱硫。针对不同含硫量煤种，进行深度脱硫的经济性分析，选择合理的脱硫分配比例，实现最佳的脱硫运行，

2、即以最低脱硫总成本达到环境保护排放标准要求。关键词：循环流化床锅炉；深度脱硫；炉内脱硫；尾部湿法脱硫中图分类号：TK229．66文献标识码：A文章编号：1672—4763(20l2)05—0035—05可分为石灰石高温煅烧分解和煅烧产物氧化钙与0前言二氧化硫反应2个过程。反应方程式如下所示：循环流化床(CirculatingFluidizedBed，CaC03一CaO+C02—179kJ／mol，．CFB)锅炉因燃料适应性广、可实现炉内脱硫等优(煅烧反应)点，近年来得到了迅猛发展[1]。但随着更严格的Ca0+S02+1／202—CaSO4+502

3、kJ／mo1．火电厂大气污染物排放标准即将出台，要求SO。(固硫反应)排放浓度低于100mg／Nm。。循环流化床锅炉仅尾部烟气深度脱硫采用商业上广泛采用的通过炉内脱硫已很难达到排放标准。因此，循环石灰石一石膏湿法脱硫技术。通过向吸收塔内流化床锅炉采用深度脱硫便成为一种必然的趋喷入石灰石浆液，然后经过SO吸收、石灰石溶势。所谓CFB锅炉深度脱硫，即除了在炉内添加解、亚硫酸氢根氧化和石膏结晶等一系列复杂的石灰石脱硫外，还需要进一步采用尾部烟气脱硫物理化学过程以实现高效脱除烟气中SO。。技术脱除SO。反应总方程式为：目前石灰石一石膏湿法烟气脱硫(FGD

4、)是一CaCO3+SO2+1／202+2H20+CaSO4·2H2O+CO2十种比较成熟的脱硫技术，可在较低Ca／S摩尔比(3)(1．01～1．05)条件下实现高效脱硫，为国内外许多大型燃煤发电机组所使用。但是通过增加石灰2经济性计算分析石／石膏湿法烟气深度脱硫，必定会导致脱硫初投针对机组容量为2x300Mw的循环流化床资和运行费用的提高，这就需要通过优化循环流(CFB)锅炉，本文以低位发热量为18810kJ／kg的化床和FGD脱硫分配比例以实现脱硫总成本的煤种分析，其烟气量为2×1035122Nm。／h。分别最小化。目前深度脱硫方面的研究还比较

5、缺乏_2]，需要进一步深入研究。因此本文以2×在SO2浓度为2000mg／Nm。、4000mg／Nm。、300MW循环流化床锅炉机组为例详细分析各方8000mg／Nm。(完全不采取脱硫措施)的情况下，面脱硫成本费用，寻求深度脱硫最佳分配比例，为对深度脱硫进行经济性计算及探讨(其中炉内脱今后高效脱硫利用提供更好的基础理论知识。硫效率≤9O9／5，湿法FGD脱硫效率≤95，最新SO。排放标准为100mg／Nm。)。1深度脱硫机理2．1CFB锅炉炉内脱硫CFB锅炉炉内脱硫过程较为复杂，归纳起来针对循环流化床锅炉炉内脱硫费用分析，主收稿日期：2011—1

6、2—25作者简介：李树林(1981一)，男，硕士，主要从事燃烧与污染物控制的研究。学兔兔www.xuetutu.com36锅炉技术第43卷要包括投入石灰石费用、脱硫基建增加投资费用、2．2石灰石／石膏湿法烟气脱硫脱硫运行增加电耗、人工费用、维修费用以及财务针对尾部烟气石灰石／石膏湿法脱硫费用分费用等。析，主要包括石灰石费用、基建投资费用、运行电(1)投入石灰石费用(N)费、水费、人工费用、石膏产生效益、维修费用以循环流化床锅炉炉内脱硫所需石灰石费用为：及财务费用等。N1=10。×CsV；／s×(1)石灰石消耗费用100×上xJ为了计算湿法石灰石消

7、耗量，首先就要确定1×T(4)qcaco。进人吸收塔烟气SO：浓度。根据循环流化床锅式中：N——循环流化床锅炉所需石灰石成本，炉炉内脱硫效率，可知石灰石／石膏湿法烟气脱万元／年；硫塔入口SO浓度为：Csn_烟气SO2浓度，mg／Nm。；Cso一Cso×(1一叩s0)(8)。。_--一实际烟气量，Nm。／h；式中：C——FGD入口二氧化硫浓度，mg／Nm。；刁／s——钙硫摩尔比率；Cs0——原烟气二氧化硫浓度，mg／Nma；啦吼一一石灰石纯度取90，％；7]SO——循环流化床锅炉炉内脱硫效率。~J——石灰石单价，元／t；为了达到排放的所规定的二氧化

8、硫浓度标T——年有效运行时间，h。准，则湿法FGD所需的脱硫效率应为：r、

9、(2)折旧费用(N)——r、0刁SO一一——■厂——一(9)