一種供熱鍋爐節(jié)能減排技術(shù)

何兆晶++周楠楠

摘 要：該文研究了一種供熱鍋爐助燃脫硫技術(shù)，研制出高效的助燃脫硫劑，在鍋爐燃煤過程中起到助燃和固硫的作用，提高鍋爐的熱效率和脫硫效率，減少煤炭消耗，降低鍋爐能耗，降低二氧化硫排放，達(dá)到節(jié)能減排的目的。

關(guān)鍵詞：助燃脫硫劑 助燃 脫硫效率

中圖分類號(hào)：TE08 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2014）07（a）-0040-01

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的不斷發(fā)展和城市化進(jìn)程的加快，城市區(qū)域不斷擴(kuò)大，供熱面積越來(lái)越大，熱電行業(yè)已成為建設(shè)領(lǐng)域能源消耗和環(huán)境污染的控制重點(diǎn)。為提高鍋爐的熱效率，減少二氧化硫的排放，本課題研究了一種高效的助燃脫硫劑，在鍋爐燃煤過程中添加適量助燃脫硫劑，起到助燃和固硫的作用，提高鍋爐的熱效率和脫硫效率，減少煤炭消耗，降低二氧化硫排放，促進(jìn)全省熱電行業(yè)節(jié)能減排工作的深入開展。

1 助燃脫硫工藝技術(shù)研究

1.1 工藝技術(shù)路線的選擇

隨著國(guó)家節(jié)能減排工作的深入開展，鍋爐燃煤助燃和脫硫技術(shù)也得到越來(lái)越快的發(fā)展。目前，國(guó)內(nèi)外燃煤助燃方法主要是在煤中添加助燃劑[1-2]，加快煤的氧化、分解和燃燒速度，提高煤的燃燒效率，其添加方式主要有兩種：一種是燃燒前添加的方式，即將煤與助燃劑提前混合均勻后送入爐膛進(jìn)行燃燒助燃，這種方式工藝較為簡(jiǎn)單，但混合均勻性較差，助燃效果不理想；另一種方式是將助燃劑按設(shè)定比例噴入爐膛與煤混合燃燒，起到助燃的作用，這種方式混合均勻，易于控制，助燃效果好。

目前，國(guó)內(nèi)外脫硫技術(shù)主要有兩種，一是煙氣脫硫技術(shù)，是在煙道處加裝脫硫設(shè)備，對(duì)煙氣進(jìn)行脫硫的方法，如：濕法脫硫、半干法脫硫等，該技術(shù)具有脫硫反應(yīng)速度快、脫硫效率高等優(yōu)點(diǎn)，但存在著一次性投資大、裝置腐蝕嚴(yán)重、系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用高和極易造成二次污染等問題，該方法適合于大型火力發(fā)電廠使用；另一種是燃燒中脫硫，是在煤的燃燒過程中同時(shí)投入一定量的脫硫劑，在燃燒時(shí)脫硫劑將二氧化硫脫除，起到固硫作用，該技術(shù)具有脫硫率較高、設(shè)備簡(jiǎn)單、投入較少、運(yùn)行費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)，適合于熱電行業(yè)使用。

綜上分析，針對(duì)本課題要到達(dá)助燃和脫硫的雙重目的，我們選擇爐內(nèi)同時(shí)噴助燃劑和脫硫劑技術(shù)，該技術(shù)具有煤種適應(yīng)性廣、燃燒效率高、脫硫率高、設(shè)備簡(jiǎn)單、改造方便、投入較少等優(yōu)點(diǎn)，是適合本項(xiàng)目的最優(yōu)工藝技術(shù)路線。

1.2 助燃脫硫技術(shù)原理和工藝路線

助燃脫硫技術(shù)原理：根據(jù)助燃固硫的原理，利用石灰石和工業(yè)廢渣為主要脫硫劑，通過添加對(duì)煤的助燃脫硫有催化作用的礦化劑、穩(wěn)定劑、催化劑等材料，在煤燃燒過程中，助燃脫硫劑加速氣、固相反應(yīng)，提高爐內(nèi)煤的燃燒反應(yīng)速度，減少機(jī)械不完全熱損失，提高鍋爐的熱效率；加快脫硫速度，提高鍋爐的脫硫效率；助燃脫硫劑的催化作用，實(shí)現(xiàn)了粉煤灰改性。

助燃脫硫的工藝技術(shù)路線為：將助燃脫硫劑（主要是石灰石、工業(yè)廢渣，外加劑）細(xì)磨，按設(shè)定比例噴入鍋爐爐膛內(nèi)與煤共同燃燒，在高溫條件下，助燃脫硫劑與煤迅速完成燃燒、固結(jié)脫硫和粉煤灰改性的燃燒反應(yīng)過程，達(dá)到助燃、脫硫和粉煤灰改性的目的。其工藝路線圖見圖1。

2 助燃脫硫劑試驗(yàn)研究

利用熱電廠現(xiàn)有的流化床鍋爐對(duì)助燃脫硫劑配方進(jìn)行了大量試驗(yàn)研究。助燃脫硫劑的制備和輸送系統(tǒng)采用熱電廠原有的一套破碎、粉磨、收塵、儲(chǔ)存、輸送設(shè)備。共進(jìn)行23組配方試驗(yàn)，基本上都是以助燃劑和脫硫劑為主要原料，考慮要適應(yīng)設(shè)備的性能要求和經(jīng)濟(jì)成本，選擇的原材料基本以顆粒狀為主，選擇了石灰石、爐渣、堿渣，赤泥、電石泥等幾種工業(yè)廢渣作為主要原料。

經(jīng)過工廠大樣試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，助燃脫硫劑的脫硫率在80%～93%，粉煤灰燒失量在9.7%～13.4%，脫硫效率較高，燒失量有降低明顯，燒失量降低率穩(wěn)定在35%以上，對(duì)鍋爐設(shè)備沒有腐蝕，效果基本穩(wěn)定，成本低、便于操作。

3 結(jié)語(yǔ)

本課題研究出一種切實(shí)可行的供熱鍋爐脫硫助燃技術(shù)，具有如下優(yōu)點(diǎn)：

采用噴粉的工藝技術(shù)路線，既充分利用了原有粉磨、輸送和噴粉設(shè)備，又將助燃和脫硫兩種工藝有機(jī)結(jié)合在一起，節(jié)約了設(shè)備投資和運(yùn)行費(fèi)用，設(shè)備運(yùn)行可靠，工藝效果良好。

助燃脫硫劑配比是經(jīng)大量試驗(yàn)獲得最佳優(yōu)化助燃脫硫劑配方，原料以石灰石、工業(yè)廢渣和助劑為主，起到較好的助燃脫硫效果，并對(duì)粉煤灰進(jìn)行改性，且成本較低。經(jīng)對(duì)比分析計(jì)算，使用助燃脫硫劑后，循環(huán)流化床鍋爐燃煤效率提高2.2%，經(jīng)在線監(jiān)測(cè)，二氧化硫從原來(lái)的2660 mg/m3降至500 mg/m3以下，脫硫率達(dá)80%以上，達(dá)到國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)要求。

參考文獻(xiàn)

[1] 諸榮孫，黃緒風(fēng)，李志全，等.催化助燃劑強(qiáng)化燒結(jié)工業(yè)試驗(yàn)及機(jī)理分析[J].鋼鐵，2002，37（9）：1-4.

[2] 傅志華，宋國(guó)良，張全.新型節(jié)能添加劑在燒結(jié)中的應(yīng)用研究[J].燃料化學(xué)學(xué)報(bào)，2000，28（6）：573-5761.endprint