淺析CFB鍋爐控制SO2排放方法

韓攀君（大屯煤電公司發電廠，江蘇 徐州 221611）

淺析CFB鍋爐控制SO2排放方法

韓攀君
（大屯煤電公司發電廠，江蘇 徐州 221611）

本文主要介紹了爐內噴鈣及尾部煙氣半干法脫硫工藝及影響爐內爐外脫硫效率的因素，對CFB鍋爐如何降低煙氣中SO2排放濃度進行了探討。

SO2排放；半干法脫硫；床溫；石灰石

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.16.008

為達到國家要求的排放標準，我公司經過多次商討調研學習，最終選擇福建龍凈環保股份有限公司生產的半干法脫硫除塵一體化工藝系統與我廠發電機組配合使用，確保SO2排放達標。

1　爐內爐外脫硫工藝介紹

爐內脫硫主要是石灰石通過給料口送入爐膛，在床溫超過其然燒溫度時，發生煅燒分解反應方程式為：CaCO3=CaO+CO2，吸收SO2反應方程：CaO+SO2+1/2O2=CaSO4這樣使SO2在發生化學反應后變成CaSO4，對SO2起到固化作用，達到脫硫效果。

尾部煙氣半干法脫硫工藝由吸收塔、脫硫除塵器、脫硫灰循環及排放、吸收劑的制備及供應、工藝水以及電氣儀控系統等組成。鍋爐引風機出口的130℃-150℃左右原煙氣由脫硫引風機引入吸收塔底部，在吸收塔的進口段，高溫煙氣與加入的吸收劑、循環脫硫灰充分預混合，進行初步的脫硫反應，煙氣通過吸收塔底的文丘里管加速，進入脫硫塔床體，在脫硫塔內煙氣中SO2與脫硫劑充分反應完成的主要化學反應式：

2　影響脫硫因素

2.1爐內影響脫硫效率的因素

爐內脫硫效率受很多因素的影響，主要因素有燃料和石灰石的粒徑、鍋爐運行的床溫、Ca/S摩爾比、石灰石輸送系統等，下面就這些主要因素進行分析。

2.1.1燃料和石灰石的粒徑

我廠CFB鍋爐對燃料粒度的要求≯9mm，對石灰石粒度的要求≯1.5mm，粒度過大石灰石與高SO2濃度煙氣接觸時間、接觸比表面積較小，導致大部分石灰石未充分參與脫硫便從排渣口排出，使石灰石的利用率降低，粒度過小石灰石粉未經分離器捕集、直接進入鍋爐尾部煙道形成飛灰的份額較多，而這部分細石灰石粉由于與煙氣接觸的時間短，利用率偏低。

2.1.2鍋爐運行床溫

鍋爐運行床溫的變化直接影響脫硫反應速度、固體產物的分布和孔隙堵塞特性，所以床溫會影響脫硫反應的進行和脫硫劑的利用率。脫硫反應的速度開始隨床溫的升高而升高，820℃-870℃時達到最佳脫硫溫度，而后隨著溫度上升，反應速度開始下降，使得脫硫效率降低。

2.1.3Ca/S摩爾比

在流化床中，隨著Ca/S摩爾比的增大，增加了SO2與脫硫劑的接觸頻率從而增加脫硫反應速率和脫硫效率，當Ca/S摩爾比增大到一定程度，脫硫效率就會減弱，而隨著Ca/S摩爾比的增大灰渣量增大，鍋爐熱效率降低。因此，在保證脫硫效率的前提下盡可能的降低Ca/S摩爾比，一般經濟Ca/S比在1.5～2.5 之間。

2.1.4石灰石輸送系統

由于石灰石粉硬度高、易吸水受潮結塊、離散性大、堆積密度大等特性，石灰石輸送系統設計不合理或設備質量差，在運行過程中常常會出現石灰石管道堵管、磨損漏粉、下粉不暢等問題而影響石灰石輸送系統的穩定運行，這些問題最終導致CFB 鍋爐爐內脫硫效率降低。

2.2爐外影響半干法脫硫效率的因素

半干法脫硫工藝中煙氣溫度是控制脫硫效率的關鍵因素，SO2在水中的溶解吸收是放熱過程，介質溫度越高，SO2的溶解度越小，吸收率越低，越不利于反應的進行，煙氣溫度越低，SO2溶解也多，同時反應時間越長，從理論上說越有利于提高脫硫效率。煙氣的含濕量越大，脫硫反應效率越高，由于隨著煙氣含濕量增大，液滴干燥時間長，增加了煙氣中SO2與脫硫劑在液相離子狀態下反應時間，但是出口煙氣濕度過大，容易引起物料粘結，嚴重時會造成脫硫塔堵塞，影響運行過程，甚至會對后續設備如除塵器、引風機及煙囪造成惡劣影響，因此根據實際情況找到最佳值。

3　運行中脫硫效率的優化調整

3.1床溫控制

當床溫低于800℃時，石灰石煅燒生成CaO的速度減慢，減少了可供反應的比表面積，脫硫效率下降，床溫低于750℃時，脫硫反應幾乎停止。當床溫高于870℃時，CaO晶體會逐漸融為大晶體，降低CaO比表面積，影響脫硫效率。床溫越高，浪費的石灰石粉越多。因此運行中鍋爐床溫控制在800℃-900℃時，才能保證鍋爐較高的燃燒效率。

機組啟動初期就要及時將爐外脫硫系統投入運行，這樣在鍋爐點火后，當床溫低于800℃時，爐內脫硫無法進行時，可以在脫硫島內及時投入脫硫吸收劑，使SO2排放達標，當爐內溫度升至800℃時逐漸將爐內脫硫系統投入運行，而逐漸降低脫硫島內脫硫劑的使用，爐內爐外脫硫相互配合，確保SO2達標排放。

3.2石灰石品質控制

在采購環節允許的情況下盡量提高石灰石粉的純度、降低含水量。石灰石粉顆粒要按鍋爐廠提供的粉粒級配要求執行，最大限度的根據負荷情況、床內流化速度，循環倍率、床壓、床層情況，風量配比情況，及時有效調整石灰石粉極配比例，以期達到最大利用率。

3.3脫硫塔床層壓降的控制

吸收塔床層壓降可以有效反映吸收塔內的固體顆粒量，壓降越大，床層顆粒越多。運行中合理調節好吸收塔入口風量、脫硫引風機靜葉開度、煙氣再循環風擋開度、吸收劑的投入量等參數，將吸收塔壓降控制在1.0kpa-1.2kpa之間，延長煙氣在吸收塔內反應時間，提高脫硫效率，減少吸收劑的投入量。

3.4脫硫島出口煙氣溫度的控制

脫硫島出口煙氣溫度直接影響爐后脫硫效率，同時也影響脫硫后系統設備腐蝕程度的重要因素之一。為了既能保證脫硫效率，又能對脫硫系統設備減少腐蝕，運行中通過調節噴水量把煙氣溫度控制在70℃-75℃左右，這個吸收溫度大約高于煙氣露點溫度15℃-20 ℃，保證最佳的脫硫效果。

4　調整效果

我廠生產技術人員經過長期摸索總結在爐內脫硫后SO2排放濃度低于600 mg/Nm3時，爐外脫硫系統只需建立脫硫床層、噴水即可，無需投入脫硫劑，便可將SO2排放濃度降到100 mg/Nm3以下，節省大量脫硫劑。當爐內脫硫系統不能滿足脫硫排放要求時，將脫硫島床壓控制在1.0kpa-1.2kpa之間，脫硫塔出口溫度維持在70℃-75℃，適當加入脫硫劑以保證SO2排放指標控制在50 mg/Nm3-80 mg/Nm3 之間，減少不必要的浪費，取得了較大的經濟效益。