淺析循環流化床鍋爐爐內脫硫技術

吳凡

【摘 要】 針對第二熱電廠成功改造與應用循環流化床鍋爐顱內脫硫技術分析了循環流化床鍋爐的特點和脫硫原理探討了循環流化床鍋爐爐內添加石灰石脫硫系統中存在的問題及影響脫硫效率的因素提出提高循環流化床鍋爐爐內脫硫效率的措施。

【關鍵詞】 循環流化床鍋爐 爐內脫硫 脫硫效率 脫硫劑添加方式

中國是世界上最大的煤炭生產和消費國。在取得經濟高速發展的同時也承受著巨大的環境壓力SO2排放量從2004年之后達到2255萬t目前居世界第一位。所以國家對環保方面越來越重視也對火力發電廠的煙氣排放標準要求越來越嚴格。循環流化床（CFB）燃燒技術是最近幾十年發展起來的一種新型燃燒技術，由于循環流化床鍋爐具有燃料適應性廣、燃燒效率高、高效脫硫的特點因此近年來有了很大的發展。

1 循環流化床燃燒特點和脫硫原理

1.1 循環流化床燃燒優點

（1）循環流化床燃燒技術具有一些常規的煤燃燒技術（如層燃和煤粉燃燒）所不具備的優點，如具有脫硫脫硝功能燃料適應性強，可燃燒劣質煤，負荷調節性能強等。由于循環流化床燃燒溫度正好是石灰石/石灰脫硫反應的最佳溫度，因而在床內加入石灰石或白云石可有效地脫除在燃燒過程中生成的SO2。（2）燃料適應性強。由于循環流化床床內惰性物料的巨大熱容量，以及流態燃燒過程中十分良好的傳熱、傳質和混合過程，因此循環流化床雖然是一種低溫燃燒方式，但它卻可以燃用一切種類的燃料并達到較高的燃燒效率。

1.2 循環流化床燃燒脫硫原理

循環流化床燃燒脫硫技術是指在循環流化床鍋爐中將石灰石（石灰）等原料給入鍋爐內，在爐內與燃料同時燃燒，在800～900℃時，石灰石受熱分解成CO2，及多孔CaO，CaO與SO2發生反應生成CaSO4。由于循環流化床鍋爐帶有高溫除塵器（旋風分離器），可使飛出去的未完全反應的脫硫劑又返回爐膛循環利用同時，循環流化床較低的燃燒溫度確保CaO不會燒結，從而提高了脫硫效率。

2 脫硫系統簡述

2.1 脫硫系統改造

第二熱電廠煙氣脫硫系統曾經一直沿用非獨立式的給煤口給入方式一直以來脫硫效率不穩定。為此特地對系統進行改造使其改為獨立式的給煤口給入。

2.2 工藝流程介紹

第二熱電廠煙氣脫硫系統有兩部分組成分別是儲輸灰系統和固硫劑給入系統。

2.3 儲輸灰系統

該系統使用我廠自制DCS控制。它由一個滿載儲量為120t的儲存罐來實現全廠脫硫系統的脫硫劑供給當儲存罐脫硫劑量不能滿足三臺35t/h鍋爐和一臺75t/h鍋爐24小時的用量時會及時通過罐裝車對罐內進行脫硫劑的補給。儲輸送系統的輸送方式為氣力輸送它是以空壓機作為動力源3#倉泵經管路進行灰料輸送將灰料由管道輸送至1#、2#、3#、4#爐前小型儲灰罐。

2.4 鍋爐固硫劑給入系統

我廠鍋爐爐內脫硫均采用獨立螺旋給料方式通過螺旋將固硫劑給入爐膛內部。且在爐前小型儲灰罐與插板閥間裝設了星型變頻給料機如下圖所示。通過系統改造確定了合理的脫硫劑給入位置完善了脫硫劑輸送系統自動連續控制。脫硫劑輸送系統中影響脫硫效率的主要有脫硫劑粉吸水出現板結、堵塞及定量、連續輸送系統的自動控制問題都得以解決。

3 爐溫對脫硫效率的影響及其對策

以石灰石脫硫劑為例根據石灰石脫硫劑和副產品硫酸鹽的化學特性，控制循環流化床鍋爐的爐內溫度是提高脫硫效率的有效措施。由于石灰石是通過煅燒成CaO與煤燃燒產生的SO2化合成CaSO4而達到脫硫效果的，必須控制循環流化床鍋爐的床層溫度在800～900℃的范圍內?？刂拼矞剡€在于保持脫硫劑的反應速度和固體產物的分布及防止孔隙堵塞等，有利于提高脫硫劑的利用率。

4 石灰石度對脫硫效率的影響

石灰石粒度大時其脫硫效率明顯下降，這是因為脫硫劑總的反應表面小而使鈣的利用率降低。但石灰石的顆粒也不能太細，因為現在常用的旋風分離器只能分離出大于75μm的顆粒，而小于75μm的顆粒由于不能再返回爐膛而降低了鈣的利用率。研究表明，用于循環流化床鍋爐爐內脫硫的石灰石最佳粒度為0.2～1.5mm。一般循環流化床鍋爐燃煤要求的顆粒度控制在0～13mm，只要粗碎+細碎就能滿足要求。為了適應爐內脫硫的需要，最好燃煤的粒度與入爐石灰石的粒度一致。

5 循環流化床鍋爐循環倍率的影響

循環流化床鍋爐的循環倍率一般為5～20。循環流化床鍋爐循環倍率越大，飛灰的再循環的次數越多，脫硫劑在床內的停留時間越長，脫硫劑的利用率越高，脫硫效率也會相應地得到提高。

6 語語

循環流化床鍋爐爐內添加石灰石脫硫，只要挑選活性高的優質的脫硫劑、嚴格控制入爐石灰石的粒度、完善石灰石粉的儲存和輸送系統，防止板結、堵塞并實施自動化控制、合理控制爐膛溫度、選擇合適鈣硫比等措施，一定能獲得較好的脫硫效果。

參考文獻：

[1]于樹輝.循環流化床鍋爐爐內添加石灰石脫硫的研究[J].電力科技與環保，2010-02-15.

[2]張纏保，武瀚，任建勇.循環流化床鍋爐控制方案研究[J].山西電力.2005-08-30.

[3]岑可法等.循環流化床鍋爐理論設計與運行[M].北京：中國電力出版社.1998.endprint

【摘 要】 針對第二熱電廠成功改造與應用循環流化床鍋爐顱內脫硫技術分析了循環流化床鍋爐的特點和脫硫原理探討了循環流化床鍋爐爐內添加石灰石脫硫系統中存在的問題及影響脫硫效率的因素提出提高循環流化床鍋爐爐內脫硫效率的措施。

【關鍵詞】 循環流化床鍋爐 爐內脫硫 脫硫效率 脫硫劑添加方式

中國是世界上最大的煤炭生產和消費國。在取得經濟高速發展的同時也承受著巨大的環境壓力SO2排放量從2004年之后達到2255萬t目前居世界第一位。所以國家對環保方面越來越重視也對火力發電廠的煙氣排放標準要求越來越嚴格。循環流化床（CFB）燃燒技術是最近幾十年發展起來的一種新型燃燒技術，由于循環流化床鍋爐具有燃料適應性廣、燃燒效率高、高效脫硫的特點因此近年來有了很大的發展。

1 循環流化床燃燒特點和脫硫原理

1.1 循環流化床燃燒優點

（1）循環流化床燃燒技術具有一些常規的煤燃燒技術（如層燃和煤粉燃燒）所不具備的優點，如具有脫硫脫硝功能燃料適應性強，可燃燒劣質煤，負荷調節性能強等。由于循環流化床燃燒溫度正好是石灰石/石灰脫硫反應的最佳溫度，因而在床內加入石灰石或白云石可有效地脫除在燃燒過程中生成的SO2。（2）燃料適應性強。由于循環流化床床內惰性物料的巨大熱容量，以及流態燃燒過程中十分良好的傳熱、傳質和混合過程，因此循環流化床雖然是一種低溫燃燒方式，但它卻可以燃用一切種類的燃料并達到較高的燃燒效率。

1.2 循環流化床燃燒脫硫原理

循環流化床燃燒脫硫技術是指在循環流化床鍋爐中將石灰石（石灰）等原料給入鍋爐內，在爐內與燃料同時燃燒，在800～900℃時，石灰石受熱分解成CO2，及多孔CaO，CaO與SO2發生反應生成CaSO4。由于循環流化床鍋爐帶有高溫除塵器（旋風分離器），可使飛出去的未完全反應的脫硫劑又返回爐膛循環利用同時，循環流化床較低的燃燒溫度確保CaO不會燒結，從而提高了脫硫效率。

2 脫硫系統簡述

2.1 脫硫系統改造

第二熱電廠煙氣脫硫系統曾經一直沿用非獨立式的給煤口給入方式一直以來脫硫效率不穩定。為此特地對系統進行改造使其改為獨立式的給煤口給入。

2.2 工藝流程介紹

第二熱電廠煙氣脫硫系統有兩部分組成分別是儲輸灰系統和固硫劑給入系統。

2.3 儲輸灰系統

該系統使用我廠自制DCS控制。它由一個滿載儲量為120t的儲存罐來實現全廠脫硫系統的脫硫劑供給當儲存罐脫硫劑量不能滿足三臺35t/h鍋爐和一臺75t/h鍋爐24小時的用量時會及時通過罐裝車對罐內進行脫硫劑的補給。儲輸送系統的輸送方式為氣力輸送它是以空壓機作為動力源3#倉泵經管路進行灰料輸送將灰料由管道輸送至1#、2#、3#、4#爐前小型儲灰罐。

2.4 鍋爐固硫劑給入系統

我廠鍋爐爐內脫硫均采用獨立螺旋給料方式通過螺旋將固硫劑給入爐膛內部。且在爐前小型儲灰罐與插板閥間裝設了星型變頻給料機如下圖所示。通過系統改造確定了合理的脫硫劑給入位置完善了脫硫劑輸送系統自動連續控制。脫硫劑輸送系統中影響脫硫效率的主要有脫硫劑粉吸水出現板結、堵塞及定量、連續輸送系統的自動控制問題都得以解決。

3 爐溫對脫硫效率的影響及其對策

以石灰石脫硫劑為例根據石灰石脫硫劑和副產品硫酸鹽的化學特性，控制循環流化床鍋爐的爐內溫度是提高脫硫效率的有效措施。由于石灰石是通過煅燒成CaO與煤燃燒產生的SO2化合成CaSO4而達到脫硫效果的，必須控制循環流化床鍋爐的床層溫度在800～900℃的范圍內。控制床溫還在于保持脫硫劑的反應速度和固體產物的分布及防止孔隙堵塞等，有利于提高脫硫劑的利用率。

4 石灰石度對脫硫效率的影響

石灰石粒度大時其脫硫效率明顯下降，這是因為脫硫劑總的反應表面小而使鈣的利用率降低。但石灰石的顆粒也不能太細，因為現在常用的旋風分離器只能分離出大于75μm的顆粒，而小于75μm的顆粒由于不能再返回爐膛而降低了鈣的利用率。研究表明，用于循環流化床鍋爐爐內脫硫的石灰石最佳粒度為0.2～1.5mm。一般循環流化床鍋爐燃煤要求的顆粒度控制在0～13mm，只要粗碎+細碎就能滿足要求。為了適應爐內脫硫的需要，最好燃煤的粒度與入爐石灰石的粒度一致。

5 循環流化床鍋爐循環倍率的影響

循環流化床鍋爐的循環倍率一般為5～20。循環流化床鍋爐循環倍率越大，飛灰的再循環的次數越多，脫硫劑在床內的停留時間越長，脫硫劑的利用率越高，脫硫效率也會相應地得到提高。

6 語語

循環流化床鍋爐爐內添加石灰石脫硫，只要挑選活性高的優質的脫硫劑、嚴格控制入爐石灰石的粒度、完善石灰石粉的儲存和輸送系統，防止板結、堵塞并實施自動化控制、合理控制爐膛溫度、選擇合適鈣硫比等措施，一定能獲得較好的脫硫效果。

參考文獻：

[1]于樹輝.循環流化床鍋爐爐內添加石灰石脫硫的研究[J].電力科技與環保，2010-02-15.

[2]張纏保，武瀚，任建勇.循環流化床鍋爐控制方案研究[J].山西電力.2005-08-30.

[3]岑可法等.循環流化床鍋爐理論設計與運行[M].北京：中國電力出版社.1998.endprint

【摘 要】 針對第二熱電廠成功改造與應用循環流化床鍋爐顱內脫硫技術分析了循環流化床鍋爐的特點和脫硫原理探討了循環流化床鍋爐爐內添加石灰石脫硫系統中存在的問題及影響脫硫效率的因素提出提高循環流化床鍋爐爐內脫硫效率的措施。

【關鍵詞】 循環流化床鍋爐 爐內脫硫 脫硫效率 脫硫劑添加方式

中國是世界上最大的煤炭生產和消費國。在取得經濟高速發展的同時也承受著巨大的環境壓力SO2排放量從2004年之后達到2255萬t目前居世界第一位。所以國家對環保方面越來越重視也對火力發電廠的煙氣排放標準要求越來越嚴格。循環流化床（CFB）燃燒技術是最近幾十年發展起來的一種新型燃燒技術，由于循環流化床鍋爐具有燃料適應性廣、燃燒效率高、高效脫硫的特點因此近年來有了很大的發展。

1 循環流化床燃燒特點和脫硫原理

1.1 循環流化床燃燒優點

（1）循環流化床燃燒技術具有一些常規的煤燃燒技術（如層燃和煤粉燃燒）所不具備的優點，如具有脫硫脫硝功能燃料適應性強，可燃燒劣質煤，負荷調節性能強等。由于循環流化床燃燒溫度正好是石灰石/石灰脫硫反應的最佳溫度，因而在床內加入石灰石或白云石可有效地脫除在燃燒過程中生成的SO2。（2）燃料適應性強。由于循環流化床床內惰性物料的巨大熱容量，以及流態燃燒過程中十分良好的傳熱、傳質和混合過程，因此循環流化床雖然是一種低溫燃燒方式，但它卻可以燃用一切種類的燃料并達到較高的燃燒效率。

1.2 循環流化床燃燒脫硫原理

循環流化床燃燒脫硫技術是指在循環流化床鍋爐中將石灰石（石灰）等原料給入鍋爐內，在爐內與燃料同時燃燒，在800～900℃時，石灰石受熱分解成CO2，及多孔CaO，CaO與SO2發生反應生成CaSO4。由于循環流化床鍋爐帶有高溫除塵器（旋風分離器），可使飛出去的未完全反應的脫硫劑又返回爐膛循環利用同時，循環流化床較低的燃燒溫度確保CaO不會燒結，從而提高了脫硫效率。

2 脫硫系統簡述

2.1 脫硫系統改造

第二熱電廠煙氣脫硫系統曾經一直沿用非獨立式的給煤口給入方式一直以來脫硫效率不穩定。為此特地對系統進行改造使其改為獨立式的給煤口給入。

2.2 工藝流程介紹

第二熱電廠煙氣脫硫系統有兩部分組成分別是儲輸灰系統和固硫劑給入系統。

2.3 儲輸灰系統

該系統使用我廠自制DCS控制。它由一個滿載儲量為120t的儲存罐來實現全廠脫硫系統的脫硫劑供給當儲存罐脫硫劑量不能滿足三臺35t/h鍋爐和一臺75t/h鍋爐24小時的用量時會及時通過罐裝車對罐內進行脫硫劑的補給。儲輸送系統的輸送方式為氣力輸送它是以空壓機作為動力源3#倉泵經管路進行灰料輸送將灰料由管道輸送至1#、2#、3#、4#爐前小型儲灰罐。

2.4 鍋爐固硫劑給入系統

我廠鍋爐爐內脫硫均采用獨立螺旋給料方式通過螺旋將固硫劑給入爐膛內部。且在爐前小型儲灰罐與插板閥間裝設了星型變頻給料機如下圖所示。通過系統改造確定了合理的脫硫劑給入位置完善了脫硫劑輸送系統自動連續控制。脫硫劑輸送系統中影響脫硫效率的主要有脫硫劑粉吸水出現板結、堵塞及定量、連續輸送系統的自動控制問題都得以解決。

3 爐溫對脫硫效率的影響及其對策

以石灰石脫硫劑為例根據石灰石脫硫劑和副產品硫酸鹽的化學特性，控制循環流化床鍋爐的爐內溫度是提高脫硫效率的有效措施。由于石灰石是通過煅燒成CaO與煤燃燒產生的SO2化合成CaSO4而達到脫硫效果的，必須控制循環流化床鍋爐的床層溫度在800～900℃的范圍內?？刂拼矞剡€在于保持脫硫劑的反應速度和固體產物的分布及防止孔隙堵塞等，有利于提高脫硫劑的利用率。

4 石灰石度對脫硫效率的影響

石灰石粒度大時其脫硫效率明顯下降，這是因為脫硫劑總的反應表面小而使鈣的利用率降低。但石灰石的顆粒也不能太細，因為現在常用的旋風分離器只能分離出大于75μm的顆粒，而小于75μm的顆粒由于不能再返回爐膛而降低了鈣的利用率。研究表明，用于循環流化床鍋爐爐內脫硫的石灰石最佳粒度為0.2～1.5mm。一般循環流化床鍋爐燃煤要求的顆粒度控制在0～13mm，只要粗碎+細碎就能滿足要求。為了適應爐內脫硫的需要，最好燃煤的粒度與入爐石灰石的粒度一致。

5 循環流化床鍋爐循環倍率的影響

循環流化床鍋爐的循環倍率一般為5～20。循環流化床鍋爐循環倍率越大，飛灰的再循環的次數越多，脫硫劑在床內的停留時間越長，脫硫劑的利用率越高，脫硫效率也會相應地得到提高。

6 語語

循環流化床鍋爐爐內添加石灰石脫硫，只要挑選活性高的優質的脫硫劑、嚴格控制入爐石灰石的粒度、完善石灰石粉的儲存和輸送系統，防止板結、堵塞并實施自動化控制、合理控制爐膛溫度、選擇合適鈣硫比等措施，一定能獲得較好的脫硫效果。

參考文獻：

[1]于樹輝.循環流化床鍋爐爐內添加石灰石脫硫的研究[J].電力科技與環保，2010-02-15.

[2]張纏保，武瀚，任建勇.循環流化床鍋爐控制方案研究[J].山西電力.2005-08-30.

[3]岑可法等.循環流化床鍋爐理論設計與運行[M].北京：中國電力出版社.1998.endprint