循環流化床在煙氣脫硫中的應用分析

趙雅晶

（中鋼設備有限公司，北京 100080）

循環流化床在煙氣脫硫中的應用分析

趙雅晶

（中鋼設備有限公司，北京 100080）

燃煤電廠鍋爐煙氣脫硫技術包括濕法脫硫、干法脫硫及半干法脫硫，濕法煙氣脫硫工藝以石灰/石灰石-石膏法為代表，干法、半干法煙氣脫硫工藝以流化床煙氣脫硫技術為代表。20世紀80年代流化態技術首次應用于煙氣脫硫，循環流化床煙氣脫硫具有工藝成熟、流程簡單、可靠性高、基建投資及運行成本低、脫硫效率高等優勢，故在煤化工生產中的應用越來越廣泛。結合某煤化公司的實際情況，介紹了循環流化床在煙氣脫硫中的應用。

循環流化床；煙氣脫硫；技術分析

1 煙氣脫硫方法概述

煙氣脫硫技術包括干法脫硫、濕法脫硫、半干法脫硫，其中干法脫硫雖然脫硫副產物無二次污染問題，但是其不僅效果差，而且脫硫劑利用率低；濕法脫硫具有脫硫率高的優勢，但是其工藝復雜，存在二次污染的問題；半干法脫硫具備干濕脫硫法的優點，脫硫效率高及無二次污染的問題，成本也相對較低，但是其脫硫劑利用率低、控制復雜。循環流化床是半干法脫硫的升級，其利用物料再循環原理使得脫硫劑與煙氣中的二氧化硫長時間接觸，充分提高脫硫劑的利用率。

2 循環流化床煙氣脫硫技術的實際應用

某火力發電廠裝機容量2×125MW，配2臺420t/h燃煤鍋爐，采用循環流化床干法脫硫工藝，一爐一塔脫硫，煙氣尾部設置布袋除塵器。其循環流化床煙氣脫硫技術工藝流程如下：

2.1 工藝流程

本工程中，循環流化床的吸收劑選擇干態消石灰，在Turbosorp反應器中，二氧化硫與粉狀消石灰氫氧化鈣發生反應，吸收煙氣中的二氧化硫，吸收劑可多次循環利用，其與煙氣的接觸時間大大延長，從而達到提高煙氣脫硫效率的目標。在實際運行中，鍋爐燃燒產生的煙氣通過空氣預熱器出口進入靜電除塵器由其進行預除塵處理，然后煙氣再由鍋爐引風機后主煙道引出由底部進入Turbo反應器，并從上部離開。由于反應器下部管道內氣流加速，產品所流返回與煙氣、氫氧化鈣一起在通過反應器下部管道時會受氣流的影響呈懸浮狀態形成流化床，煙氣與顆粒之間不斷接觸、碰撞、摩擦，氣-固之間的傳熱、傳質反應得以強化，此時再向反應器內噴水冷卻煙氣溫度，最終達到最佳的反應溫度，提高脫硫效率。剩余的煙塵及煙氣離開反應器后進入布袋除塵器，由除塵器進行凈化處理，再由增壓風機、出口擋板門排出煙囪，即完成煙氣脫硫。

2.2 合理控制影響脫硫效率的幾個因素

分析循環流化床煙氣脫硫的工藝流程可知，反應溫度及流化床床壓是直接影響脫硫效率的決定性因素，因此要合理控制這兩項參數：

2.2.1 反應溫度

通常情況下，反應塔出口煙氣溫度達到79.36℃時，脫硫效率達到94.82%的峰值，當停止向反應塔噴水后，反應塔出口煙氣溫度上升，此時脫硫效率直線下降，向反應塔噴水持續幾分鐘后，反應塔出口煙氣溫度下降，脫硫效率又逐漸回升。由此可見，反應塔的溫度變化會直接影響脫硫效率，煙氣溫度越低，脫硫效率越高。因此在實際運行中可通過向反應塔內噴水的方法調節脫硫反應溫度。不過雖然煙氣溫度提高了脫硫效率，但是也帶來一個問題，即塔內固體顆料物會出現粘壁現象，嚴重時可能會出現結塊，導致流化床的穩定性被破壞而發生積灰堵塞，因此反應溫度的控制要合理。

2.2.2 流化床床壓

循環流化床設備的穩定性是由反應塔內流場的穩定性來決定的，而設備的穩定性又直接影響到脫硫效率。如果流化床床料壓降過小，煙氣無法與吸收劑充分接觸，達不到理想的脫硫效果；反應床料壓降過大則易發生“塌床”現象，因此循環流化床煙氣脫硫運行中要建立穩定的流化床床壓。運行過程中無法保證氣化斜槽回料量的穩定性，反應塔內流化床床壓會隨之波動，如果維持在500～800Pa之間可保證系統的穩定性，脫硫效率也可趨于穩定。

2.2.3 其它注意事項

循環流化床脫硫是通過循環流化床實現吸收劑的多次循環利用，吸收劑與煙氣接觸時間延長可提高吸收劑的應用率及脫硫效率。不過循環流化床脫硫技術工藝控制比較復雜，應用過程中要注意以下幾點：

首先，啟動脫硫變頻調速，混有硫的煙氣進入吸收塔后，此時空氣溫度較低要對其進行加熱處理，才能更接近真實含硫氣體。含硫氣體進入吸收塔后，吸收劑螺旋給料裝置給料，通過噴頭噴霧使得煙氣與吸收劑更充分的接觸、混合。其次，吸附含硫氣體的粉塵進入脈沖布袋除塵器，控制脈沖清灰閥可使粉塵落在料倉，螺旋給料機回流實現吸收劑的循環利用。煙氣脫硫系統應布置在鍋爐除塵器之后，增設用于捕集脫硫副產品的裝置，保證原吸收劑的綜合利用。最后，注意吸收塔各段及風機前后需設置壓力變送器，以在線檢測吸收塔各段的壓力變化及脈沖除塵器的阻力。在脈沖除塵器與吸收塔中間設置SO2在線檢測儀，以分析脫硫效果。此外，吸收塔各段及風機前后要設置熱電阻，可對吸收塔各段溫度變化及脈沖除塵器進出口的溫度進行檢測。

3 循環流化床煙氣脫硫技術的應用前景

雖然相比其它煙氣脫硫工藝，循環流化床煙氣脫硫具有比較突出的優勢，但是其壓力降、脫硫劑等仍然存在諸多問題。在循環流化床運行過程中，循環流化床自身的結構、氣體的流動速度、床內固體顆料物的質量濃度等是決定循環流化床壓力降的主要因素。出于工藝的需要循環流化床的壓力降往往設置在1 500～2 500Pa之間，需要增加新的脫硫風機才能克服如此大的壓降，不僅增加了運行成本，而且反應塔內大量物料的湍動會直接影響到壓力降的穩定性。除了壓力降的問題外，脫硫劑也存在石灰品位低、質量穩定性差、供應量不足、價格過高等問題，并且99%的脫硫劑都參與了循環，增加了脫硫塔內的濃度，導致除塵器負荷加重。

針對上述問題，建議后續要對循環流化床脫硫塔內氣體-固體的運動規律進行深入研究，分析塔內氣體的流體模型，進一步優化循環流化床的設計，降低塔體阻力，并有效解決濕壁結垢的問題。還要加強高效脫硫劑的研發與制備研究，降低吸收劑的成本，可以將粉煤灰、電石渣、硼泥、廢石灰膏等工業廢棄物作為研究方向，研究鈣基脫硫劑，通過以廢治廢降低脫硫成本，提高資源利用率。此外，還要樹立系統思維觀念，系統考慮脫硫工藝的前段和后續，尤其要認真考慮脫硫副產品的處理和綜合利用問題。在歐洲脫硫技術發達地區脫硫副產品已被廣泛應用于建材、粘合劑、植物肥料等各個領域，我國可以借鑒、引進，結合我國的實際情況發展脫硫副產品的綜合利用技術。

4 結束語

由于我國對二氧化硫的污染治理起步比較晚，有些脫硫技術尚不成熟。循環流化床煙氣脫硫技術是一種比較先進的脫硫技術，相比干法脫硫、濕法脫硫其具有投資少、脫硫效率高、工藝流程簡單、占地面積小、技術成熟的特點，比較適合我國國情。實際運行過程中要注意反應溫度及流化床床壓等參數的控制，以更好的提高設備運行的穩定性及脫硫效率，同時加強高效脫硫劑的研發與制備研究，降低吸收劑的成本，提高綜合效益。

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Application of Circulating Fluidized Bed in Flue Gas Desulfurization

Zhao Ya-jing

Flue gas desulfurization（FGD）of coal-fi red power plants includes wet desulfurization，dry desulfurization and semidry desulfurization.The lime/limestone-gypsum method is as representative of the wet fl ue gas desulfurization process and circulating fl uidized bed technical is as representative of the dry and semi-dry FGD process.In the 1980s，fl uidized-state technology was fi rst used in fl ue gas desulfurization.The circulating fl uidized bed fl ue gas desulfurization process has the advantages of mature technology，simple process，high reliability，low capital investment and running cost，high desulfurization effi ciency.This technical of application in coal Chemical production is more and more widely.This paper analyzes the application of circulating fl uidized bed in fl ue gas desulphurization combined with the actual situation of a coal chemical company.

Circulating fl uidized bed；Flue gas desulfurization；Technical analysis

X701.3

B

1003-6490（2016）07-0011-02

2016-07-15

趙雅晶（1980—），女，吉林磐石人，工程師，主要從事工程項目管理工作。