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《循環(huán)流化床煙氣脫硫工藝設計資料》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、1、前言循環(huán)流化床燃燒是指爐膛內(nèi)高速氣流與所攜帶的稠密懸浮顆粒充分接觸，同時大量高溫顆粒從煙氣中分離后重新送回爐膛的燃燒過程。循環(huán)流化床鍋爐的脫硫是一種爐內(nèi)燃燒脫硫工藝，以石灰石為脫硫吸收劑，與石油焦中的硫份反應生成硫酸鈣，達到脫硫的目的。較低的爐床溫度（850℃～900℃），燃料適應性強，特別適合較高含硫燃料，脫硫率可達80%～95%，使清潔燃燒成為可能。2、循環(huán)流化床內(nèi)燃燒過程石油焦顆粒在循環(huán)流化床的燃燒是流化床鍋爐內(nèi)所發(fā)生的最基本而又最為重要的過程。當焦粒進入循環(huán)流化床后，一般會發(fā)生如下過程：①顆粒在高溫床料內(nèi)加熱并干燥；②熱解及揮發(fā)份燃燒；③
2、顆粒膨脹及一級破碎；④焦粒燃燒伴隨二級破碎和磨損。符合一定粒徑要求的焦粒在循環(huán)流化床鍋爐內(nèi)受流體動力作用，被存留在爐膛內(nèi)重復循環(huán)的850℃～900℃的高溫床料強烈摻混和加熱，然后發(fā)生燃燒。受一次風的流化作用，爐內(nèi)床料隨之流化，并充斥于整個爐膛空間。床料密度沿床高呈梯度分布，上部為稀相區(qū)，下部為密相區(qū)，中間為過渡區(qū)。上部稀相區(qū)內(nèi)的顆粒在爐膛出口，被煙氣攜帶進入旋風分離器，較大顆粒的物料被分離下來，經(jīng)回料腿及J閥重新回入爐膛繼續(xù)循環(huán)燃燒，此謂外循環(huán)；細顆粒的物料隨煙氣離開旋風分離器，經(jīng)尾部煙道換熱吸受熱量后，進入電除塵器除塵，然后排入煙囪，塵灰稱為飛灰。
3、爐膛內(nèi)中心區(qū)物料受一次風的流化攜帶，氣固兩相向上流動；密相區(qū)內(nèi)的物料顆粒在氣流作用下，沿爐膛四壁呈環(huán)形分布，并沿壁面向下流動，上升區(qū)與下降區(qū)之間存在著強烈的固體粒子橫向遷移和波動卷吸，形成了循環(huán)率很高的內(nèi)循環(huán)。物料內(nèi)、外循環(huán)系統(tǒng)增加了燃料顆粒在爐膛內(nèi)的停留時間，使燃料可以反復燃燒，直至燃盡。循環(huán)流化床鍋爐內(nèi)的物料參與了外循環(huán)和內(nèi)循環(huán)兩種循環(huán)運動，整個燃燒過程和脫硫過程就是在這兩種形式的循環(huán)運動的動態(tài)過程中逐步完成的。3、循環(huán)流化床內(nèi)脫硫機理循環(huán)流化床鍋爐脫硫是一種爐內(nèi)燃燒脫硫工藝，以石灰石為脫硫吸收劑，石油焦和石灰石自鍋爐燃燒室下部送入，一次風從布風
4、板下部送入，二次風從燃燒室中部送入。石灰石在850℃～900℃床溫下，受熱分解為氧化鈣和二氧化碳。氣流使石油焦、石灰石顆粒在燃燒室內(nèi)強烈擾動形成流化床，燃料煙氣中的SO2與氧化鈣接觸發(fā)生化學反應被脫除。為了提高吸收劑的利用率，將未反應的氧化鈣、脫硫產(chǎn)物及飛灰等送回燃燒室參與循環(huán)利用。按設計，II電站CFB鍋爐鈣硫比達到1.97時，脫硫率可達90%以上。高硫石油焦在加熱到400℃就開始有硫份析出，經(jīng)歷下列途徑逐步形成SO2，即硫的燃燒過程：S--→H2S--→HS--→SO--→SO2硫的燃燒需要一定的時間，石油焦床內(nèi)停留時間將影響硫的燃燒完全程度，其
5、隨時間同步增長。同時床溫對硫的燃燒影響很大，硫的燃燒速率隨床溫升高呈階梯增高。以石灰石為脫硫劑在爐膛內(nèi)受高溫煅燒發(fā)生分解反應：△CaCO3--→CaO+CO2-179MJ/mol上式是吸熱反應。由于在反應過程中分子尺寸變小，石灰石顆粒變成具有多孔結(jié)構(gòu)的CaO顆粒，在有富余氧氣時與床內(nèi)石油焦的析出硫分燃燒生成的SO2氣體發(fā)生硫酸鹽化反應：CaO+SO2+1/2O2--→CaSO4+500MJ/mol使Ca0變成CaSO4即達到脫硫目的。但是生成的CaSO4密度較低，容易堵塞石灰石的細孔，使SO2分子不能深人到多孔性石灰石顆粒內(nèi)部，所以，Ca0在脫硫反應
6、中只能大部分被利用。4：影響脫硫的因素與清潔燃燒控制影響脫硫的因素有許多，一部分屬于設計方面的因素，諸如給料方式的不同會有不同的脫硫效果；爐膛的高度影響脫硫時間等。另一部分屬于運行方面的因素，如Ca／S摩爾比、床溫、物料滯留時間、石灰石粒度、石灰石脫硫活性等，本文僅從運行角度，對II電站CFB鍋爐的脫硫工藝進行研究分析。4.1：Ca／S摩爾比的影響當Ca／S比增加時，脫硫效率提高。由于II電站CFB鍋爐燃燒用高硫石油焦的硫含量基本上為4％～4.5％，所以，Ca／S比的改變可由控制石灰石的加入量來實現(xiàn)。通過對在線儀表的數(shù)據(jù)采集分析，從圖1可以發(fā)現(xiàn)，隨著
7、石灰石加入量的增大，煙氣中的SO2排放量逐步降低，趨勢變緩，Ca的利用率下降。因此Ca／S比存在經(jīng)濟性問題，一般經(jīng)濟Ca／S比在1.5～2.5之間。II電站CFB鍋爐設計Ca／S比控制在1.97。實際運行中，還可以用石灰石輸送風壓比照石灰石加入量，目前石灰石輸送風壓PT650A/B控制在20KPa左右。（脫硫效率以在線監(jiān)測儀的煙氣SO2排放量平均數(shù)據(jù)表示，排放量越小，則脫硫效率越高。）4.2：石灰石粒度及活性的影響石灰石粒度對床內(nèi)脫硫反應工況具有重大的、甚至是決定性的影響。如果石灰石顆粒太粗，其發(fā)生反應后，在顆粒表面形成CaS04，由于CaS04的分
8、子量比Ca0大得多，所以顆粒外表面被CaS04層阻止了S02與顆粒中心區(qū)域Ca0進一步反應，降低了脫硫性能；
