循环流化床脱硫过程及其影响因素分析

循环流化床脱硫过程及其影响因素分析

摘要:本文对循环流化床脱硫过程进行了分析,得出影响循环流化床脱硫反应的影响因素有床层温度、脱硫剂粒度和反应活性、颗粒物浓度、钙硫摩尔比四个方面,并提出了解决问题的几点建议。

关键词:循环流化床脱硫影响因素

烟气循环流化床脱硫(CFB-FGD)工艺是20世纪80年代德国鲁奇(Lurgi)公司开发的一种新型半干法脱硫工艺。目前烟气循环流化床脱硫工艺已经达到工业应用水平的主要有以下几种工艺流程:德国Lurgi 公司开发的典型烟气循环流化床脱硫工艺(CFB);德国Wulff公司开发的烟气回流式循环流化床脱硫工艺(RCFB);丹麦L.F.Smith公司开发的气体悬浮吸收烟气脱硫工艺(GSA)等。

1 技术特点

此工艺以循环流化床原理为基础,通过吸收剂的多次再循环,延长吸收剂与烟气的接触时间,大大提高了吸收剂的利用率。它不但具有干法脱硫工艺的许多优点,如流程简单、占地少、投资小以及副产品可以综合利用等优点,而且能在较低的钙硫比(Ca/S=1.2-1.35)情况下脱硫效率达85%。烟气循环流化床脱硫工艺结构简单,设备布置紧凑而且可以利用现有的设备如烟囱、除尘器等,占地仅为湿法工艺的30%～40%,在场地紧缺时,烟气循环流化床脱硫工艺是可供选用的有效脱硫方案。

2 化学过程

循环流化床脱硫塔内进行的化学反应非常复杂,长期以来研究人员从不同角度进行了多方面的探索。。

3 影响脱硫的主要因素

影响循环流化床脱硫效率的主要因素有床层温度、颗粒物浓度、钙硫比、脱硫剂粒度和反应活性。

(1)床层温度对脱硫效率的影响。

一般来说温度升高有助于提高化学反应速度。但是经过实验研究发现:在循环流化床烟气脱硫工艺中,绝热饱和温差决定了脱硫效率。指脱硫塔出口烟气温度与相同状态下的烟气绝热饱和温度之差。

烟气温度越低(也就是越小),脱硫效率越高,这正与我们的直觉相反。这是由于在很大程度上决定了浆液滴的蒸发干燥特性和脱硫反应特性。一方面,降低时,使浆滴液相蒸发趋于缓慢。与脱硫剂的反应时间增大,使得二者的化学反应过程更充分。另一方面,过低又会引起烟气结露,对反应塔的腐蚀增强,从而增加设备的初始投资成本和运行维护费用。

(2)脱硫剂粒度和反应活性。

循环流化床脱硫中,脱硫剂可以是消石灰也可以是生石灰粉。一

般说来,使用消石灰,多喷入浆液。使用生石灰,多数喷入干粉。对于生石灰粉,比表面积和反应活性直接影响到装置的脱硫效率和钙硫比。通常要求,含量大于80％,粒度小于2毫米;活性指标比较严格,要求达到小于4 min。

(3)颗粒物浓度。

在反应塔中飞灰、粉尘和脱硫剂在高浓度下接触反应是流化床具有较高脱硫效率的重要原因。通常浓度可达0.5～2.0kg/m3,是一般反应塔的50～100倍。这主要由于塔内强烈的湍流状态和较高的颗粒循环倍率增加了接触面积,颗粒之间的碰撞使得反应产物亚硫酸钙不断磨损脱落,避免了脱硫剂表面被堵塞,从而不会影响物质的传质过程和脱硫剂活性的下降。

(4)钙硫摩尔比。

对脱硫效率的影响被许多研究者验证,由图2可见,脱硫效率随着的增加而增加。但当增加到一定值时,脱硫效率的增加趋于平缓。也就是当钙硫比达到一定值后,脱硫剂使用效率下降。在实际运行中,由于固体颗粒物的多次循环,脱硫塔内实际的远大于进料时的,从而使脱硫装置在较低的进料条件下,维持较高的脱硫效率。

参考文献

[1]米浩林,马国骏.回流式烟气循环流化床脱硫技术[J].热力发

电,1998,(2):57－61.

[2]张凤兰,程岩.小龙潭发电厂烟气循环流化床脱硫工程评述[J].电力环境保护,2003,19.

[3]董勇,马春元,徐夕仁.双循环流化床烟气悬浮脱硫工艺[J].电站系统工程,2002,18(6).