CFB鍋爐爐外半干法脫硫脫硝一體化技術與應用

蘇文德

（廈門國貿中順環保能源股份有限公司，福建 廈門 361022）

CFB鍋爐爐外半干法脫硫脫硝一體化技術與應用

蘇文德

（廈門國貿中順環保能源股份有限公司，福建 廈門 361022）

煤的大量燃燒對環境造成不利影響，使得酸雨和霧霾現象時有發生，因此夠加強清潔燃煤裝置的開發應用對煤炭清潔利用具有重要意義，循環流化床燃燒技術是相對使用效率比較高和污染程度較低的煤炭清潔技術，隨著環保排放要求越來越高，對早期建設的燃煤鍋爐進行環保技改勢在必行，進行CFB鍋爐的爐外半干法脫硫脫硝一體化技術探討與應用，有利于煤炭的燃燒利用向更加清潔化發展。

CFB鍋爐；循環流化床半干法；脫硫脫硝；一體化技術

我國是煤炭生產的大國，同時也是煤炭燃燒利用的大國，在我國，煤炭資源的利用是促進經濟發展主要的能源資源，煤炭消耗量在不斷增加。燃燒煤在使用的過程中容易對環境造成一定污染，對生態環境產生一定的破壞作用，為了有效改變煤炭燃燒的污染狀況，在研究和發展中循環流化床半干法脫硫脫硝一體化技術逐漸被采用，這種技術具有能夠有效進行負荷調節和提升物料利用率等方面的特點。

1 循環流化床鍋爐的特點

循環流化床中的混合物的熱容量要比單相煙氣的熱容量高出很多，循環流化床鍋爐中燃料的燃燒具有比較穩定的特點。循環流化床鍋爐的主要使用特點就是能夠將燃料和脫硫劑等內容進行多次循環和反復地進行低溫燃燒和脫硫反應等過程，容易造成循環流化床鍋爐內的運動呈現強烈的狀態，這就會使得煤炭燃燒逐漸達到低NOx排放和較高的脫硫效率和燃燒效率等效果。循環流化床鍋爐的使用還具有燃料適應性比較廣和負荷調節性能好以及能夠綜合利用灰渣等方面的特點。而布置在爐膛出口外的高效分離器能夠從煙氣中分離出大量的灰渣，對尾部煙道中煙氣的粉塵濃度有效降低，同時在鍋爐燃燒中也有利于降低尾部受熱面的磨損程度。

循環流化床鍋爐的運行中主要包含著始終流態情況，在鍋爐啟動吹掃的程序時，物料的狀態主要呈現為固定床或微流化，而在鍋爐啟動和低負荷時，鍋爐呈現出鼓泡床的形態，當處于中負荷或高負荷的時候，鍋爐才能夠處于循環流化床狀態，在這種狀態中，鍋爐爐膛的上部和下部溫度能夠保持均勻的狀態。在進行鍋爐壓火時，其主要處于固定床狀態中。當鍋爐運行中出現物料不平衡的現象，容易導致燃燒中的煤質發生較大的變化，使得大風量運行情況時有發生。而由于分離效率的下降以及物料補充的不及時，就是使得循環流化床鍋爐的運行中出現密相和稀相氣力輸送燃燒的狀況發生，在這一狀況下鍋爐和比較煤粉爐運行工況接近。循環流化床鍋爐中剛入爐的煤和其它爐型的使用方法上相同的，都需要首先進行預熱將其內在水分逐漸蒸發，水分蒸發之后其中析出的揮發成分在爐內密相區不斷燃燒，而其中顆粒比較小煤會被強烈的氣流沖擊力進行輸送，容易將其輸送到鍋爐內的稀相區進行燃燒，沒有燃燒完的炭粒子在燃燒結束后會被旋風分離器進行分離，然后再通過返料器將沒有燃燒完的炭粒子投入到爐內繼續燃燒。顆粒相對比較大的煤在鍋爐爐膛內被流化風的風力帶到一定高度的情況下，在自由落體的支持下落回到床上，在這樣的循環下使得燃料煤在爐膛內進行多次燃燒，直至完全燒盡，促進煤炭能夠有效利用。

2 循環流化床半干法脫硫脫硝一體化技術

2.1 固相吸附和再生的脫硫脫硝技術

隨著人們生活水平的不斷提升，已經逐漸在追求經濟發展的同時追求環保質量的提升，而清潔能源的應用已經成為發展趨勢，也是對煤炭清潔利用技術不斷完善發展的重要契機。循環流化床半干法脫硫脫硝一體化技術的研發在不斷發展和完善，當前的脫硫脫硝技術已經幾十種，但真正能夠用于經濟生產的技術卻并不多，固相吸附/再生脫硫脫硝工藝便是其中重要的代表方法，這種方式主要利用的是固相吸收劑的運行原理，通過理化吸附和催化作用來對燃煤煙氣中的二氧化硫和氮氧化物進行去除，而其中的活性炭等成分是能夠進行循環利用的。活性炭吸附法脫硫能夠起到除塵、降溫和調濕的作用，使得煤炭燃燒不會產生二次污染的現象發生，但是這種方式的成本也比較高，在推廣應用方面是比較困難的。

2.2 煙氣再循環低氮燃燒技術

煙氣再循環是對燃燒中所含有的NOx排放量進行有效降低的方式之一，在這一技術中，主要是將引風機出口清潔煙氣經再循環風機回抽之后混入一次風機進口而形成的，在這種情況下，對爐膛密相區氧濃度有效降低，不斷對熱力型NOx的生成條件加以抑制，最終實現NOx的初始濃度降低的效果。

2.3 液相COA脫硝的技術

液相COA脫硝技術主要指的是能夠在氣/液段利用相關工藝方法將煤炭燃燒所產生的一氧化氮轉化為二氧化氮，這其中主要采用的技術方法為雙氧水以及氯酸氧化法的方法，絡合吸收法對煤炭燃燒中的二氧化硫和氮氧化物具有比較有效的去除效果，但是這一方法對脫硫和脫銷的效果確實不盡相同的，實際應用出現二氧化硫優先脫除的情況。

2.4 臭氧脫硝技術

臭氧氧化吸收脫硝法主要是在將臭氧作為主要的氧化劑的時候，將煙氣中所具有的在水中不易溶合的氮氧化物等物質以相應的吸收液的形式進行煙氣噴淋洗滌，并且能夠促使氮氧化物向液體中轉移，并且有效實現煙氣的脫銷處理，而全套臭氧氧化脫硝工藝在進行操作的過程中更加簡便，能夠在原有脫硫塔基礎上進行脫硫脫硝改造，脫硝效率相對比較高，根據煙氣中所含有的氮氧化物具體檢測情況，能夠有效實現氧化劑的劑量精確控制，促使系統運行效率逐漸提升，系統在運行的過程中問題相對較低，能夠實現低溫脫銷的處理效果，對脫硝系統的停機檢修時間不斷減少，滿足環保的要求。

3 新型循環流化床半干法聯合脫硫脫硝具體應用

首先可以利用外置分離器與循環流化床反應塔結合使用的方式，外置分離器所具有的分離作用能夠對反應塔出口的大顆粒進行分離，然后對布塵器煙氣中的顆粒溶度有效降低，同時使得布袋除塵器負荷大幅度降低，對布袋使用壽命能夠有效延長。

其次是循環流化床反應塔配置外置分離器能夠充分實現獨立外循環，和常規的除塵器直接匹配空氣斜槽氣動調控返料的方式對比下，可以發現利用本技術的調控效果比較好，其滯后的情況并不明顯，精確度是相對比較高的，而對返料系統又能夠進行獨立控制，不斷促使工藝參數調控的范圍擴大、適應性加強。

最后是新型循環流化床半干法聯合脫硫脫硝裝置控制系統的運行更加靈活可靠，循環流化床煙氣脫硫脫硝控制技術能夠對脫除效率關鍵工藝參數進行必要的控制，確保循環流化床具有較高的脫硫效率。也能夠通過對給料量和給水量以及再循環物料量等方面的控制，不斷實現對其中顆粒物濃度和溫度等方面參數進行有效調節。其中氧化劑給料量的控制主要是根據反應塔進入煙氣流量等相關的濃度參數進行調節的，對參數加以必要的控制能夠有效促使新型循環流化床中的脫除效率能夠達到具體的標準。對新型循環流化床中的給水量控制主要是通過對反應塔出口煙氣溫度的調節而對溫度發生反應的，不斷保證和促進消石灰與SO2和NO2等方面的反應。對再循環物料量的有效控制主要是根據反應塔入口煙氣流量和塔內壓降進行顆粒濃度調節的，逐漸促進反應塔良好運行。

4 結語

隨著煤炭燃燒數量的增加以及人們環境保護意識的增強，必需采取必要的手段對煤炭燃燒進行清潔處理，使得人們對脫硫脫硝一體化技術的研發不斷關注和重視，并提供一定的支持。CFB鍋爐的循環流化床半干法脫硫脫硝一體化技術與應用在其使用中涉及到多個內容的工藝方法組合，而循環流化床半干法脫硫脫硝一體化技術在工業化方面的應用不僅要對技術條件加以考慮，同時也需要對經濟競爭力的增強加以有效了解，而當前的循環流化床半干法脫硫脫硝一體化技術在各個企業中的應用比較廣泛，能夠為企業的發展提供更好的經濟效益和社會效益，也有利于煤炭清潔利用工藝方法的研究和完善。

[1]劉亞芝． 循環流化床半干法脫硫脫硝脫汞一體化工藝在循環流化床鍋爐的應用[J]． 鍋爐制造,2014,(04):28-30．

[2]熊斌． 新型循環流化床鍋爐結構布置及氣固流動特性的研究[D]．重慶大學 ,2009．

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1671-0711（2017）10（下）-0101-02