烟气循环流化床脱硫CFB-FGD技术简介
烟气循环流化床(CFBFGD)干法脱硫工艺介绍.
2.5
%
CaCO3 etc
2.3
%
Ca(OH)2
0.4
%
CaCl2·2H2O
0.3
%
CaF2
0.1
%
飞灰和中性成分
85.9
%
自由水分
0.5
%
成分为估计值，并随飞灰，SO3和CaO中的中性成分的量的变化 而变化。
谢谢观赏！
撰写：郑彬，万驰
6.09
Vol%
备注 标准、湿 标准、干
4．3 烟气中有害成分量 (相对于含氧6%，标准，干基)
SO2 SO3 HCl HF 灰分
原烟气 净化烟气 单位 效率 (-%)
2251
225
90
0
mg/m3
99
50
2.5
mg/m3
95
20
1
mg/m3
95
30000
200
mg/m3
99．9
4.4消耗量
参数
三 循环流化床脱硫技术特点及其运用范围
1) 塔内没有任何运动部件，磨损小，设备使用寿 命长维护量小。
2) 脱硫效率高、运行费用低。 3) 加入吸收塔的消石灰和水是相对独立的，没有
喷浆系统及浆液喷嘴，便于控制消石灰用量及喷 水量，容易控制操作温度。 4) 负荷适应性好。由于采用了清洁烟气再循环技 术，以及脱硫灰渣循环等措施，可以满足不同的 锅炉负荷要求。锅炉负荷在10%～110%范围内变 化，脱硫系统可正常运行。
在文丘里出口扩管段设一套喷水装置，喷入的雾化 水一是增湿颗粒表面，二是使烟温降至高于烟气露点 20℃左右，创造了良好的脱硫反应温度，吸收剂在此 与SO2充分反应.
净化后的含尘烟气从吸收塔顶部侧向排出，然后进 入脱硫除尘器（可根据需要选用布袋除尘器或电除尘 器），再通过引风机排入烟囱。由于排烟温度高于露 点温度20℃左右，因此烟气不需要再加热，同时整个 系统无须任何的防腐。
烟气循环流化床脱硫CFB-FGD技术使用简介
锅炉的两个装置的基本情况。
2.烟气CFB脱硫工艺简介
无论是Lurgi公司的CFB工艺, Wulff公司的RCFB工艺还是F.L. Smith的GSA工艺，它们在工作原理上都是很类似的。因此我们以Lurgi公司的CFB工艺为基础对烟气CFB脱硫工艺作简单的介绍。
要一台干消化器用来制备消石灰粉，然后用空气斜槽进行输送就可以了，从而
大大简化了工艺流程。
在各种负荷条件下，CFB烟气脱硫系统都能很好地适应.当负荷从100%变化到10%，系统称仍能很好地工作，这使得CFB工艺既能由于调峰机组，又能用于带基本负荷的机组。
CFB工艺所产生的脱硫副产品呈干粉状，非常便于处置。其化学组成与喷雾干燥工艺的副产品相类似，主要CaSO3、CaSO4以及未反应完的吸收剂(Ca(OH)2)等构成。脱硫副产品中是否含有大量的飞灰，则取决于在CFB烟气脱硫系统强是否安装了前级除尘器。CFB烟气脱硫系统的脱硫副产品的处置方法也与喷雾干燥的副产品基本相同。CFB工艺的副产品在加水后会硬化，硬化后的屈服强度可达15-18N/mm2，压实密度为1.28g/cm3，而其渗透率则与黏土类似，约为3X10-11。由此可见该副产品的强度与混凝土接近，很适合作矿井回填、道路基础。如能进一步加以开发，可能成为良好的建材工业的原料。
德国Wulff公司是一个成立较晚的设计和建造烟气CFB脱硫工程的小型企业。它的创始人R. Graf原是Lurgi公司在烟气CFB脱硫技术开发方面的主要负责人。脱离Lurgi公司后自建了Wulff公司，专门从事烟气CFB脱硫技术的开发工作，在Lurgi技术的基础上开发研制了一种叫做回流式烟气循环流化床的烟气CFB脱硫技术,对烟气CFB脱硫技术作了较大的改进，使之更加适用于动力工业(详见后)。
循环流化床烟气脱硫工艺
吊顶是现代家庭装修常见的装饰手法。 吊顶既具有美化空间的作用，也是区分室 内空间一种方法。很多情况下，室内空间不能 通过墙体、隔断来划分，那样就会让空间显得 很拥挤，很局促。设计上可以通过天花与地面 来对室内空间进行区分，而天花所占的比例又 很大。吊顶材料可以分为面板和架构龙骨。吊 顶面板分为普通石膏板和防水防潮类面板。龙 骨分为金属龙骨与木龙骨。
现代房产大多是清水房,因此家庭装修的 一个很大的项目就是包门窗套、安装室内门。 中国过去的房子，大多以实用为主，随着室内 装饰的兴起，人们越来越关注房屋空间的美化 和装饰。因此，在门框的基础上，发展成为门 套，即将安装门后剩余的墙壁给包起来，一则 美观漂亮，二则起到对墙壁的保护作用。
2.对已建电厂典型的CFD-FGD工艺布置方式：
1.对新建电厂典型的CFD-FGD工艺布置方 式：
锅炉空气预热器 一级除尘 循环流化床吸收 塔 脱硫除尘器 引风机 烟囱。
一级除尘的目的是：可回收部分经济效益 高的粉煤灰‘减少脱硫灰量。效率可达 70%~90%。
• 在CFD-FGD工艺布置中。通常有以下两 种情况：
• 场地较宽裕时：一级除尘器两个进出口， 吸收塔一个进出口，二级（脱硫除尘器） 两个进出口，或引风机布置在二级除尘 器与引风机之间。
典型工艺系统流程
一个典型的循环流化床烟气脱硫系统是由预除尘 器、吸收剂制备、脱硫塔、脱硫灰再循环、注 水系统、脱硫除尘器以及仪表控制系统等组成。
影响系统脱硫效率的主要因素
• 床料循环倍率 • 流化床床料浓度(一般在5~塔操作温度
CFD-FGD工艺布置
本章小结
火力发电厂烟气脱硫技术(FGD)
关键词: 电力节能环保 火力发电 烟气脱硫
火力发电厂烟气脱硫技术（FGD）的发展
0概述
大气中SO2主要是含硫燃料，如煤、燃料油、石油焦碳等燃烧的产物，而以燃烧化石燃料为基础的火力发电厂，是世界上最大的SO2排放源之一。据1994年的统计：火力发电厂燃烧设备的SO2排放已超过全球SO2排放总量的70％。如果不采取合理的控制SO2排放措施，其污染必将对人类的健康及社会生存环境造成严重的危害。如对人的呼吸系统影响、引起或恶化人的心血管疾病；造成湖泊、河流的酸化、农作物的生长及损坏建筑物等。因此，控制火力发电厂设备的SO2排放以保护环境，必将在世界范围内的电力生产发展中得到进一步的重视。
3结束语
以上分析表明：湿法脱硫技术，特别是传统的石灰/石灰石——石膏湿法脱硫工艺是一种成熟的、目前国内外脱硫市场上仍占据主导地位的烟气脱硫技术。但随着技术的不断进步，其他新型的、更适合市场需求的脱硫工艺必将得到进一步的发展（如FGD-CFB等）。同时，尽管烟气脱硫技术已历经30余年的发展历史，但国内大型火力发电厂的烟气脱硫市场还处于起步阶段。因此，进一步调查研究国外烟气脱硫技术发展的历史和应用的成熟经验，对于开发适合国情的大型燃煤电站烟气脱硫技术，将具有重要指导意义。
（1）基于提高其工作参数的常规煤粉电站＋烟气脱硫处理（PC＋FGD）；
（2）循环流化床锅炉（CFB）；
（3）增压流化床燃烧联合循环发电技术（PF-BC-CC）；
（4）整体煤气化联合循环发电技术（IGCC）。
但是，就我国目前火力发电厂生产的实际情况看，在近一段时期内，电厂锅炉燃烧排放控制工作的重点将集中在前者的第一种情况。特别是，自1998年我国政府关于酸雨控制区和二氧化硫污染控制区（简称两控区）的文件颁布以来，随着国家环保政策的进一步落实，电力环保烟气脱硫技术（FGD）必将得到进一步的发展。本文在回顾国外烟气脱硫技术的发展的基础上，分析了我国电力环保烟气脱硫技术的应用状况，并对我国今后烟气脱硫技术的发展和应用前景进行了展望。
烟气循环流化床脱硫CFB-FGD技术简介
烟气循环流化床脱硫CFB-FGD技术简介1. 概况烟气循环流化床(CFB)脱硫技术在最近几年中已有所发展，不但用户增多，而且系统的烟气处理能力也比过去增大了，达到950,000Nm3/h，用于300MW机组的烟气脱硫系统。
目前，已达到工业化应用的主要有三种流程, 它们是：1.由德国Lurgi公司开发的烟气CFB脱硫技术；2.由德国Wulff公司在Lurgi技术基础上进行改进后的RCFB脱硫技术；3.由丹麦F.L.Smith公司开发的GSA烟气脱硫技术。
早在七十年代初，擅长于冶金工业工程建设的德国Lurgi公司就采用了烟气循环流化技术对炼铝设备的尾气进行处理。
八十年代中期，由于开始对环境质量的严格控制以及政府的有关法规的强行规定，德国的动力工业对烟气脱硫设备有了巨大的需求。
Lurgi公司在原来用于炼铝尾气处理的技术的基础上开发了一种新的适用于锅炉和其它燃烧设备的干法烟气脱硫工艺，即烟气循环流化床脱硫工艺。
这种工艺以循环流化床原理为基础，通过吸收剂的多次再循环，使吸收剂与烟气接触时间增加，一般可达30分钟以上，从而大大提高了吸收剂的利用效率。
这种工艺不但具有干法工艺的许多优点，如流程简单、占地少、投资低以及脱硫副产品呈干态，因而易于处理或综合利用，而且能在很低的钙硫比的情况下(Ca/S=1.1-1.2)达到与湿法工艺相近的脱硫效率(95%)。
德国Wulff公司是一个成立较晚的设计和建造烟气CFB脱硫工程的小型企业。
它的创始人R. Graf原是Lurgi公司在烟气CFB脱硫技术开发方面的主要负责人。
脱离Lurgi公司后自建了Wulff公司，专门从事烟气CFB脱硫技术的开发工作，在Lurgi技术的基础上开发研制了一种叫做回流式烟气循环流化床的烟气CFB脱硫技术,对烟气CFB脱硫技术作了较大的改进，使之更加适用于动力工业(详见后)。
F.L.Smith公司是丹麦最大的工业企业，在水泥工业及散装物料输送机械制造方面享有很高的声誉。
循环流化床烟气脱硫技术
循环流化床烟气脱硫技术1.引言我国是以燃煤为主的国家，据统计，1995年煤炭消耗量为12.8亿吨，且逐年递增，二氧化硫的排放量达2370万吨，超过美国2100万吨的排放量，成为世界二氧化硫排放第一大国。
目前全国62%以上的城市SO2浓度超过国家环境质量二级标准，占全国面积40%左右的地区受到SO2大量排放引起的酸雨污染，因此控制SO2的污染势在必行。
1996年我国颁布的《新大气法》针对我国酸雨和SO2污染日趋加重的情况，规定对已经产生和可能产生酸雨的地区和其他SO2污染严重地区划定酸雨控制区或者SO2控制区，控制区内新建的不能燃用低硫煤的火电厂和其他大中型企业必须配套建设脱硫和除尘装置，或者采用相应控制SO2的措施；已建成的不能燃用低硫煤的企业应采取控制SO2排放和除尘措施。
国家环保局要求在两控区内，要把治理措施作为当地规划的重点内容。
因此高效脱硫设备的研究开发任重道远。
2.国内外研究现状目前，国内外应用的SO2的控制途径有三种：燃烧前脱硫、燃烧中脱硫和燃烧后脱硫(即烟气脱硫)。
其中，烟气脱硫(FGD即FlueGasDesulfuration)是目前世界唯一大规模商业化应用的脱硫方式，是控制SO2污染和酸雨的主要技术手段。
全世界已有15个国家和地区应用了 FGD装置，其设备总装机容量相当于2-2.5 亿Kw，每年去除SO21000万吨。
据统计，1992年，全球安装了FGD装置646套，其中美国占55.3%，德国占26.4%，日本占8.6%，其余国家占9.7%。
由于上述三国大规模应用FGD装置，且成效显著，虽然近年三国电站的装机容量不断增加，但SO2 排放总量却逐年减少。
日本是世界上最早大规模应用FGD装置的国家。
截止1990年，该装置达1900多套，总装机容量达0.5—0.6亿Kw。
目前，日本的SO2已基本得到控制。
自70年代初开始，特别是1978年美国重新修改了环境法规，否决了高烟囱排放，使FGD技术发展迅速。
CFB系列循环流化床烟气脱硫系统
CFB系列循环流化床烟气脱硫系统系统简介循环流化床烟气脱硫技术(Circulating Fluidized Bed Flue Gas Desulfurization，简称CFB-FGD)，采用消石灰或石灰作为脱硫剂。
CFB系列循环流化床烟气脱硫装置是国电南自自主开发的干法脱硫装置，该技术国电南自具有自主知识产权，循环流化床烟气脱硫技术（简称CFB-FGD），是采用消石灰或石灰作为脱硫剂，安装在空气预热器和除尘器之间。
工艺原理与工艺流程循环流化床烟气脱硫技术，在空气预热器和除尘器之间安装循环流化床系统，烟气从流化床反应器下部布风板进入反应器，与消石灰颗粒充分混合，SO2、SO3及其它有害气体，如HCl、HF等与消石灰发生反应，生成CaSO3·1/2H2O、CaSO4·1/2H2O和CaCO3等。
反应器内的脱硫剂呈悬浮的流化状态，反应表面积大，传热/传质条件很多，且颗粒之间不断碰撞、反应。
随后夹带着大量粉尘的烟气进入除尘器中，被除尘器收集下来的固体颗粒大部分又返回流化床反应器中，继续参加脱硫反应过程，同时循环量可以根据负荷进行调节。
由于脱硫剂在反应器内滞留时间长，因此使得脱硫效果和吸收剂的利用率大大提高。
另外，工业水用喷嘴喷入反应器下部，以增加烟气湿度降低烟温，从而提高了脱硫效率。
循环流化床烟气脱硫系统主要包括给料系统、反应器系统、物料循环系统、喷水系统、旁路烟道。
技术特点★ 脱硫系统流程简单、占地面积较少。
★ 脱硫工艺适用于已确定的煤种条件并适应燃煤含硫量在一定范围内可能的变动；可满足锅炉负荷从30%到120%范围内变化。
★ 系统运行费用低。
★ 采用易于取得且价廉的石灰石或消石灰作为脱硫剂，且在较低的钙硫比下(钙硫比为1.1～1.2)，脱硫效率可达90%以上，系统运行费用低。
★ 采用具有自主产权的干式消化器，保证了脱硫剂的活性。
★ 由于脱硫剂的给料及硫化产物均为干态，设备不存在腐蚀现象。
CFB-FGD 的主要工艺控制特点
CFB-FGD 的主要工艺控制特点
CFB-FGD 的工艺控制过程简单，主要通过三个回路实现（如图），相互独立，互不影响。
1）SO2 排放控制：根据吸收塔进口烟气流量及 SO2 浓度控制消石灰粉的给料量，吸收塔出口的SO2浓度，则用来作为校核和精确地调节消石灰粉给料量的辅助调控参数，以保证达到按要求的脱硫效率。
2）温度控制：为了促进消石灰和 SO2的反应，通过向吸收塔内喷水来降低烟气的温度。
为防止结露和有利于烟气的排放，控制吸收塔出口温度高于烟气露点温度15℃至30℃。
3）吸收塔的压降控制：吸收塔的压降由烟气压降和固体颗粒压降两部分组成。
由于循环流化床内的固体颗粒浓度是保证流化床良好运行的重要参数之一，通过控制吸收塔的压降来实现调节床内的固体颗粒浓度，以保证反应器处于良好的运行工况。
循环流化床烟气脱硫技术
循环流化床烟气脱硫技术简称：CFB-FGD从锅炉空气预热器出来的温度为120～180℃左右的烟气，从底部通过文丘里管进入循环流化床吸收塔内。
在文丘里管出口扩管段设一套喷水装置，创造了良好的脱硫反应温度。
循环流化床烟气脱硫技术的主要化学反应原理如下：在自然界垂直的气固两相流体系中，在循环流化床状态(气速4~6m/s)下可获得相当于单颗粒滑落速度数十至上百倍的气固滑落速度。
由于SO2与氢氧化钙的颗粒在循环流化床中的反应过程，是一个外扩散控制的化学反应过程，通过气固间大的滑落速度，强化了气固间的传质、传热速率和气固混合，从而满足了二氧化硫与氢氧化钙高效反应的条件要求。
吸收塔的流化床中巨大表面积的、激烈湍动的颗粒，为注水的快速汽化和快速可控的降温提供了根本保证，从而创造了良好的化学反应温度条件( 露点以上20~30°C)，使二氧化硫与氢氧化钙的反应转化为瞬间完成离子型反应。
通过颗粒的激烈湍动导致颗粒之间不断的碰撞，使脱硫剂氢氧化钙颗粒的表面得到不断的更新，以及脱硫灰的不断再循环使用，从而大大提高了氢氧化钙的利用率。
在循环流化床内，SO2与Ca（OH）2的反应生成副产物CaSO3·1/2H2O，同时还与SO3、HF和HCl反应生成相应的副产物CaSO4·1/2H2O、CaF2、CaCl2等。
主要化学反应方程式如下：Ca(OH)2+ SO2=CaSO3·1/2 H2O +1/2 H2OCa(OH)2+ SO3=CaSO4·1/2 H2O +1/2 H2OCaSO3·1/2 H2O+ 1/2O2=CaSO4·1/2 H2OCa(OH)2+ CO2=CaCO3 + H2OCa(OH)2+ 2HCl=CaCl2·2H2O2Ca(OH)2+ 2HCl=CaCl2·Ca(OH)2·2H2OCa(OH)2+ 2HF=CaF2 + 2H2O技术特点1、脱硫效率高，达95％以上；2、工艺简单，操作方便，系统可靠性高；3、烟气无需再加热；4、能同时脱除SO3，烟囱无需防腐；5、脱硫副产物为干态，无废水产生；6、占地面积小、投资省、维护费用低。
“循环流化床吸收塔（CFB-FGD）”工艺进行烟气脱硫技术
“循环流化床吸收塔（ CFB-FGD）”工艺进行烟气脱硫技术摘要：干法烟气脱硫装置所采用的技术是在引进国外先进的干法脱硫工艺循环流化床干法烟气脱硫（CFB-FGD）技术的基础上经不断完善、改进，形成了适合我国国情的干法脱硫技术，它具有结构简单、运行可靠、脱硫效率高（大于90%）、投资小的特点。
循环流化床烟气干法脱硫技术是目前商业应用中单塔处理能力最大、脱硫综合效益最优越的唯一一种干法烟气脱硫技术。
关键词：干法烟气脱硫；循环流化床吸收塔（CFB-FGD）；烟气脱硫技术脱硫反应塔内的气固最大滑落速度是否能在不同的烟气负荷下始终得以保持不变，是衡量一个循环流化床干法脱硫工艺先进与否的一个重要指标，也是一个鉴别干法脱硫能否达到较高脱硫率的一个重要指标。
喷入的用于降低烟气温度的水[1]，以激烈湍动的、拥有巨大的表面积的颗粒作为载体，在塔内得到充分的蒸发，保证了进入后续除尘器中的灰具有良好的流动状态。
由于流化床中气固间良好的传热、传质效果[2]，绝大部分SO2得以去除，加上排烟温度始终控制在高于露点温度20℃以上，因此排烟不需要再加热，同时系统无需采取特殊的防腐处理。
净化后的含尘烟气从吸收塔顶部侧向排出，然后转向进入脱硫除尘器[3]，再通过引风机排入烟囱。
经除尘器捕集下来的固体颗粒，通过除尘器下的再循环系统，返回吸收塔继续参加反应，如此循环，多余的少量脱硫灰渣通过物料输送至脱硫灰仓内，再通过罐车运出厂外综合利用。
在循环流化床吸收塔中，Ca（OH）2与烟气中的SO2和几乎全部的SO3，HCl，HF等，完成化学反应，主要化学反应方程式如下：Ca(OH)2+ SO2=CaSO3·1/2 H2O +1/2 H2OCa(OH)2+ SO3=CaSO4·1/2 H2O +1/2 H2OCaSO3·1/2 H2O+ 1/2O2=CaSO4·1/2 H2OCa(OH)2+ CO2=CaCO3 + H2OCa(OH)2+ 2HCl=CaCl2·2H2O（～75℃）（强吸潮性物料）2Ca(OH)2+ 2HCl=CaCl2·Ca(OH)2·2H2O（＞120℃）Ca(OH)2+ 2HF=CaF2 + 2H2O（从上述化学反应方程式可以看出，Ca(OH)2应尽量避免在75℃左右与HCl 反应）具有以下工艺及结构特点：1）去除重金属、有机污染物等有害物质利用吸附剂及塔内物料的巨大比表面积，使烟气中的重金属、有机污染物（主要是二噁英（PCDD）和呋喃（PCDF））等大部分被去除。
烟气循环流化床脱硫技术介绍
（1)采用流线型的底部进气结构，保证了吸收塔入口气流分布均匀 为了适应单塔处理大烟气量，必须采用多文丘里管的结构，采用多个文丘里管的
吸收塔，要求进入塔内的烟气流场分布较为均匀，否则因各个文丘里管流速差异较大， 可能导致固体颗粒物从某个喷嘴向下滑落。
为了解决布气不均匀造成塔内固体颗粒分布不均匀的问题，吸收塔进气方式采用 流线型的底部进气结构（见下图 1），避免了两股气流对撞产生涡流，从而保证了吸收 塔入口气流分布均匀。
1 发展历史
德国鲁奇能捷斯公司（LLAG）是世界上最早从事烟气治理设备研制和生产的企 业，已有一百多年的历史（静电除尘器的除尘效率计算公式——多依奇公式，就是该 公司的工程师多依奇先生发明的）。LLAG 在上世纪六十年代首先推出了循环流化床概 念，此后把循环流化床概念应用到四十多个不同的工艺。LLAG 于上世纪七十年代初， 在发明循环流化床锅炉的基础上，首创将循环流化床技术（CFB）用于工业烟气脱硫， 直至九十年代初，是世界上唯一拥有循环流化床干法脱硫技术的公司，经过三十多年 不断完善和提高，目前其烟气循环流化床干法脱硫技术居于世界领先水平。
3) 降低系统运行压降，吸收塔的压降由烟气压降和固体颗粒压降两部分组 成（见下图 3）。由于循环流化床内的固体颗粒浓度（或称固－气比）是保证流化 床良好运行的重要参数，在运行中只有通过控制吸收塔的压降来实现调节床内的固 －气比，以保证反应器始终处于良好的运行工况，从而保证了床内脱硫反应所需的 固体颗粒浓度。
（2) 吸收塔的流化床中巨大表面积的、激烈湍动的颗粒，为注水的快速汽化和
2
快速可控的降温提供了根本保证，从而创造了良好的化学反应温度条件(露点以上 20~30°C)，使二氧化硫与氢氧化钙的反应转化为瞬间完成离子型反应，如果没有循环 流化床中大量颗粒的参与，注入的水需要数十倍的空间来完成水份充分的挥发。
CFB脱硫工艺
目前,烟气循环流化床脱硫工艺已达到工 目前, 业化应用的主要有3种工艺流程: 业化应用的主要有3种工艺流程: (1) 德国LLB公司开发的烟气循环流化床脱硫 德国LLB公司开发的烟气循环流化床脱硫 工艺,(CFB); 工艺,(CFB); (2) 德国Wulff公司的回流式烟气循环流化床 德国Wulff公司的回流式烟气循环流化床 脱硫工艺, ); 脱硫工艺,(RCFB ); (3) 丹麦F.L.Smith公司研究开发的气体悬浮吸 丹麦F.L.Smith公司研究开发的气体悬浮吸 收烟气脱硫工艺, 收烟气脱硫工艺,(GSA)
CFB脱硫工艺 CFB脱硫工艺
Circulating Fluidized Bed Flue Gas Desulfurization,简称CFB-FGD ,简称
主讲人:张云峰
长沙理工大学能源与动力工程学院 410076 Zhang_yunfeng@
前言
20世纪70年代初,为治理炼铝设备,垃圾焚烧炉等尾 20世纪 年代初 为治理炼铝设备, 世纪70年代初, 气排放中的HCl,HF等有害气体 德国的LLB(Lurgi 等有害气体, 气排放中的HCl,HF等有害气体,德国的LLB(Lurgi Lentjes Bischoff)公司研究开发了专用的烟气循环流化 Bischoff)公司研究开发了专用的烟气循环流化 床技术,并得到了广泛的商业应用. 床技术,并得到了广泛的商业应用. 20世纪80年代中期,由于环保法规和SO2排放标准的 20世纪 年代中期 由于环保法规和SO2排放标准的 世纪80年代中期, 日趋严格, 日趋严格,德国动力工业对烟气脱硫设备有了巨大的需 为此,LLB公司在原来用于炼铝等尾气处理技术的 求.为此,LLB公司在原来用于炼铝等尾气处理技术的 基础上, 基础上,开发了适用于电站锅炉的烟气循环流化床脱硫 工艺. 工艺. 经过20多年深入的研究和商用经验的积累 多年深入的研究和商用经验的积累, 经过20多年深入的研究和商用经验的积累,以及对工 艺化学过程和工程实践理解的深化, 艺化学过程和工程实践理解的深化,烟气循环流化床脱 硫技术在最近几年得到了很大的发展, 硫技术在最近几年得到了很大的发展,不仅技术成熟可 而且投资,运行费用也大为降低,为湿法工艺的50 靠,而且投资,运行费用也大为降低,为湿法工艺的50 %～70%. %～70%.
烟道气脱硫(FGD)技术
烟道气脱硫(FGD)技术综述烟道气脱硫技术广泛用于控制燃煤、燃油电站和精炼厂等大型固定排放源的二氧化硫(SO )和三氧化硫(SO )的排放。
它们与烟道气处理技术不同，烟道气处2 3理技术是用于脱除废弃物燃烧炉排放的污染物。
烟道气脱硫技术种类繁多，大部分是用碱性吸收剂，从烟道气中脱除酸性的硫化物。
最为广泛应用的烟道气脱硫技术是石灰石石膏法和石灰石法的改型以及喷雾干燥法，石灰石石膏法产生的是一种可出售的石膏副产品，石灰石法产生的是一种易处理的残渣，而喷雾干燥法产生的则是一种混合固体废弃物。
烟道气脱硫技术投资成本一直在不断降低，目前的投资成本在100～125美元/k W(65～80英镑/k W)之间，预计到2000及其以后，投资成本将进一步降低。
在未来10年，烟道气脱硫装置的总需求很可能会超过10亿英镑/年，北美洲和中国将是烟道气脱硫装置的最大市场。
目前的研究和开发的要求是进一步降低成本，提高脱硫效率及设备元件的可靠性。
烟道气脱硫技术的利益烟道气脱硫技术作为一种控制大型固定排放源（如发电站、精炼厂、冶金厂等）SO排放2的方法(如图1)，适用范围广泛。
烟道气脱硫技术的广泛应用，连同其他排放源的SO减排措2施(如用电或气代替煤用于家庭供热；低硫汽车燃料)，将大大减少全球范围内的人类活动而产生的排放量，从而有助于改善空气质量，有利于人类身体健康和环境。
英国贸工部的支持自1990年以来，英国贸工部已支持了8个与烟道气脱硫技术有关的项目，共投入32万英镑，8个项目的总投资为188.7万英镑。
引言硫是地壳中最常见的元素之一，作为煤炭、原油和许多矿石中的一种杂质广泛存在。
因而，在工业加工，如煤炭、石油和油制燃料的燃烧以及石油加工和从矿石中提炼金属的过程中，硫大量产生。
目前，全球因人类活动而排放的SO总量达～1.4亿t/年，其中英国每年产生 2002万t(占全球排放量的1.4%)。
然而，在最近30年中，英国的SO硫的排放量已大大降低(图2)。
CFB-FGD烟气脱硫、脱硝、调质
CFB-FGDCFB-FGD（循环流化床烟气脱硫技术）工艺是八十年代末由德国鲁奇（LURGI）公司首先提出的一种新颖的干法脱硫工艺。
这种工艺的创新之处在于，它以循环流化床原理为基础，使吸收剂在反应器内多次再循环，延长了吸收剂与烟气的接触时间，从而大大提高了吸收剂的利用率。
它不但具有一般干法脱硫工艺的许多优点，如流程简单、占地少、投资低以及副产品可以综合利用等，而且能在钙硫比很低（Ca/S=1.1～1.2）的情况下达到与湿法脱硫工艺相当的脱硫效率，即95%左右。
CFB－FGD技术目前已在国外发展地非常成功。
如在德国Borken 电厂100MW电站锅炉上（烟气量为620000m3/h）已经有了多年的稳定运行时间和经验，并在许多中小锅炉上得到应用。
CFB-FGD脱硫工艺由吸收剂添加系统、吸收塔、再循环系统以及自动控制系统组成（见图1）。
烟气从流化床下部布风板进入吸收塔，与消石灰颗粒充分混合，SO2、SO3及其他有害气体如HCl和HF与消石灰反应，生成CaSO3·1/2H2O、CaSO4·1/2H2O和CaCO3。
反应产物由烟气从吸收塔上部携带出去，经除尘器分离，分离下来的固体灰渣经空气斜槽送回循环床吸收塔，灰渣循环量可以根据负荷进行调节。
吸收剂的再循环延长了脱硫反应时间，提高了脱硫剂的利用率。
工艺水用喷嘴喷入吸收塔下部，以增加烟气湿度降低烟温，使反应温度尽可能接近水露点温度，从而提高脱硫效率。
CFB-FGD工艺的吸收剂可以用生石灰在现场干消化所得到的氢氧化钙（Ca(OH)2）细粉，由于制得的消石灰颗粒已经足够细，可以满足脱硫要求，因此无须再磨，既节省了购买球磨机等大型设备的投资费用，又减少了能耗，降低了运行费用。
该工艺是一种干法流程，所以也不象湿法、半干法工艺需要为数众多的贮存罐、易磨损的浆液输送泵等复杂的吸收剂制备和输送系统，用简单的空气斜槽就可以输运，大大简化了工艺流程。
该工艺的副产品呈干粉状，其化学组成与喷雾干燥工艺的副产品类似，主要成分有飞灰、CaSO3、CaSO4以及未反应的吸收剂等、加水后会发生固化反应，固化后的屈服强度可达15-18N/mm2，渗透率约为3×10-11，压实密度为1.28g/cm3,强度与混凝土接近，渗透率与黏土相当，因此适合用于矿井回填、道路基础等方面。
CFB-FGD、NID、RCFB-FGD 三种脱硫工艺的比较
CFB-FGD、NID、RCFB-FGD三种脱硫工艺的比较一、烟气循环流化床干法脱硫技术（CFB-FGD）：烟气循环流化床干法脱硫技术是德国鲁奇能捷斯（LLAG）公司最早在上世纪七十年代末开始了循环流化床烟气脱硫技术的研究，经过近三十年的不断改进（主要是在90年代中后期），解决了烟气循环流化床干法脱硫技术在负荷适应性、煤种适应性、物料流动性、可靠性、大型化应用等方面的问题，使烟气循环流化床脱硫技术得以成熟地进行工业应用。
德国鲁奇能捷斯（LLAG）公司是世界上最早从事烟气治理设备研制和生产的企业，已有一百多年的历史（静电除尘器的除尘效率计算公式---多依奇公式，就是该公司多依奇先生在上世纪初发明的）。
迄今为止，德国LLAG公司的循环流化床干法脱硫技术在全世界已有约50多套应用业绩。
其中包括世界上成功运行的300MW机组配套配套业绩。
从已投运装置的情况看，LLAG的烟气循环流化床技术，在脱硫率、Ca/S比、负荷适应能力、系统阻力、可控性、系统配置灵活性、可靠性等多项技术指标上，居于世界领先水平。
德国LLAG公司的烟气循环流化床脱硫技术的主要特点说明如下：1、采用流化床脱硫塔，一炉一塔。
2、塔内烟气流速约5m/s，烟气与脱硫剂的接触时间大于8秒钟以上，有利于脱硫效率的保证和脱硫灰水分的充分蒸发，提高整个系统的可靠性。
另外，长达8秒的接触时间为高脱硫率提供了的保证。
3、将物料和水分开单独加入到吸收塔内，加水的位置位于流化床颗粒浓度最大和湍动能最大的区域，采用单根回流式高压喷嘴，注入到塔内的雾化水的粒径小于200μ，通过气流和以大量激烈湍动的颗粒，促使脱硫反应的降温水得到有效的蒸发。
4、采用回流式高压喷嘴单喷嘴，水泵的出水设计量是喷嘴注水量的数倍，适应烟温变化的能力较强。
5、脱硫灰和吸收剂均从文丘里下部烟气高温段注入，抑制和减少了强吸水性物质的产生，提高了脱硫灰的流动性，解决了脱硫灰过度抱团、黏结的问题。
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烟气循环流化床脱硫CFB-FGD技术简介1. 概况烟气循环流化床(CFB)脱硫技术在最近几年中已有所发展，不但用户增多，而且系统的烟气处理能力也比过去增大了，达到950,000Nm3/h，用于300MW机组的烟气脱硫系统。
目前，已达到工业化应用的主要有三种流程, 它们是：1.由德国Lurgi公司开发的烟气CFB脱硫技术；2.由德国Wulff公司在Lurgi技术基础上进行改进后的RCFB脱硫技术；3.由丹麦F.L.Smith公司开发的GSA烟气脱硫技术。
早在七十年代初，擅长于冶金工业工程建设的德国Lurgi公司就采用了烟气循环流化技术对炼铝设备的尾气进行处理。
八十年代中期，由于开始对环境质量的严格控制以及政府的有关法规的强行规定，德国的动力工业对烟气脱硫设备有了巨大的需求。
Lurgi公司在原来用于炼铝尾气处理的技术的基础上开发了一种新的适用于锅炉和其它燃烧设备的干法烟气脱硫工艺，即烟气循环流化床脱硫工艺。
这种工艺以循环流化床原理为基础，通过吸收剂的多次再循环，使吸收剂与烟气接触时间增加，一般可达30分钟以上，从而大大提高了吸收剂的利用效率。
这种工艺不但具有干法工艺的许多优点，如流程简单、占地少、投资低以及脱硫副产品呈干态，因而易于处理或综合利用，而且能在很低的钙硫比的情况下(Ca/S=1.1-1.2)达到与湿法工艺相近的脱硫效率(95%)。
德国Wulff公司是一个成立较晚的设计和建造烟气CFB脱硫工程的小型企业。
它的创始人R. Graf原是Lurgi公司在烟气CFB脱硫技术开发方面的主要负责人。
脱离Lurgi公司后自建了Wulff公司，专门从事烟气CFB脱硫技术的开发工作，在Lurgi技术的基础上开发研制了一种叫做回流式烟气循环流化床的烟气CFB脱硫技术,对烟气CFB脱硫技术作了较大的改进，使之更加适用于动力工业(详见后)。
F.L.Smith公司是丹麦最大的工业企业，在水泥工业及散装物料输送机械制造方面享有很高的声誉。
该公司的子公司F.L.Smith Mill 专门从事环保设备设计和环境工程建设，在静电除尘器及烟气脱硫方面有不少业绩。
它们独自开发的气体悬浮吸收(GSA)烟气脱硫技术在工作原理上和Lurgi工艺十分类似，并且已在一些垃圾焚烧设备和中小动力锅炉的烟气处理装置上得到了应用。
GSA工艺还作为美国能源部主持的清洁煤技术项目的第二阶段中的一种试验技术在美国的一个10MW燃烧装置上进行了试验。
下面先对烟气CFB脱硫介绍的工作原理进行简要的说明，然后介绍用于电厂锅炉的两个装置的基本情况。
2. 烟气CFB脱硫工艺简介无论是Lurgi公司的CFB工艺, Wulff公司的RCFB工艺还是F.L. Smith 的GSA 工艺，它们在工作原理上都是很类似的。
因此我们以Lurgi公司的CFB工艺为基础对烟气CFB脱硫工艺作简单的介绍。
烟气CFB 脱硫工艺流程由吸收剂制备，吸收塔，吸收剂再循环，除尘器以及仪表控制系统等部分组成，其流程图见图1。
烟气CFB脱硫工艺一般采用干态的消石灰粉作为吸收剂，在特殊情况下也可采用其它对二氧化硫气体有吸收能力的干粉或浆液作吸收剂。
由锅炉排出的未经处理的烟气从流化床的底部进入，如果考虑到综合利用的需要，不希望脱硫的副产品与飞灰混在一起，那么必须在吸收塔之前安装一个预除尘器。
流化床吸收塔的底部为一个文丘里装置。
烟气流经文丘里装置后速度加快，并与很细的吸收剂粉末互相混合。
它们之间的相对滑移速度很大, 加上吸收剂颗粒的密度很大，因此颗粒之间、气体与颗粒之间有着剧烈的摩擦，对SO2的吸收反应的传热传质过程十分有利。
吸收剂与烟气中的SO反应，生成亚硫酸钙，经脱硫后带有大量固体颗粒的2烟气由吸收塔的顶部排出。
排出的烟气进入再循环除尘器中，再循环除尘器实图1. 烟气CFB脱硫工艺流程际上是一个机械式除尘器，也可以是一个安装在电气除尘器前面的机械式预除尘器。
烟气中的大部分固体颗粒都被再循环除尘器分离出来，被分离出来的颗粒则经过一个中间灰仓返回到吸收塔。
由于大部分的颗粒都被循环多次，因此，固体吸收剂在脱硫系统中的滞流时间很长，一般可达三十分钟以上。
中间灰仓出灰装置根据吸收剂的供给量以及除尘效率, 按比例排出固体颗粒进入再循环回路。
从再循环除尘器排出的烟气如不能满足排放标准的要求，则需要再安装一个除尘器(静电除尘器或布袋除尘器)。
经除尘后的洁净烟气通过引风机、烟囱排入大气。
以干粉的形式输入流化床吸收塔的吸收剂，同时还要喷入一定量的水以提高气体和固体物的反应能力。
对脱硫效率来说，一个很重要的因素是烟温与水露点温度之差，该差值越小则系统的脱硫效率越高。
由于吸收剂是干的, 所以注水量浓度无关。
这样就可以使喷与加入的吸收剂的量、烟气的温度以及烟气中的SO2水后的烟气温度与水露点十分接近，使得CFB烟气脱硫工艺可以适用于燃料含硫量从0.3％-6.5％的各种锅炉（包括燃煤锅炉和燃油锅炉），并在各种运行条件下均有很高的脱硫效率。
CFB工艺的吸收剂是以石灰在现场进行干消化所得到的干的氢氧化钙细粉。
由于消石灰粉颗粒很细, 一般在10微米以下，因此不需要进行磨细，既节省了购买磨机等大型设备的投资费用，也减少了能源消耗，使运行费用大为降低。
同时因为CFB工艺是一种干法流程，所以不象湿法、半干法那样需要有许多庞大的存储罐和易磨损的浆液输送泵等组成的复杂的吸收剂制备、输送系统，只要一台干消化器用来制备消石灰粉，然后用空气斜槽进行输送就可以了，从而大大简化了工艺流程。
在各种负荷条件下，CFB烟气脱硫系统都能很好地适应. 当负荷从100%变化到10%，系统称仍能很好地工作，这使得CFB工艺既能由于调峰机组，又能用于带基本负荷的机组。
CFB工艺所产生的脱硫副产品呈干粉状，非常便于处置。
其化学组成与喷雾干燥工艺的副产品相类似，主要CaSO3、CaSO4以及未反应完的吸收剂(Ca(OH)2)等构成。
脱硫副产品中是否含有大量的飞灰，则取决于在CFB烟气脱硫系统强是否安装了前级除尘器。
CFB烟气脱硫系统的脱硫副产品的处置方法也与喷雾干燥的副产品基本相同。
CFB工艺的副产品在加水后会硬化，硬化后的屈服强度可达15-18N/mm2，压实密度为1.28g/cm3，而其渗透率则与黏土类似，约为3X10-11。
由此可见该副产品的强度与混凝土接近，很适合作矿井回填、道路基础。
如能进一步加以开发，可能成为良好的建材工业的原料。
典型的CFB烟气脱硫反应的脱硫灰的成分如下；飞灰约 60%-70%CaCO37%-12%Ca(OH)22%-4%CaSO312%-18%CaSO42%-5%水 <1%3. CFB烟气脱硫装置实例3.1 Siersdorf电厂3.1.1电厂概况电厂从1962年开始投运。
共有两台液态排渣炉(1号和2号炉)，燃用当地的烟煤，装机容量为170MW。
设计数据煤分析水分12-16 %灰分17-21 %热量23000 kJ/kg硫(可燃质) 10-15 %入口原烟气流量2⨯(145,000-362,500) Nm3/h温度100-140 ︒C含尘量0.2-2 g/m3最大含硫量2700 mg/Nm3, (950 ppm)13-14 Vol%CO2O5-6.5 Vol%2O 6-11 Vol%H2处理后排出的烟气温度65-75 ︒C含尘量<125 mg/m3<400 mg/m3 (140 ppm)SO23.1.2 烟气脱硫装置概况设计数据制造厂Lurgi 公司工艺循环流化床（CFB〕烟气脱硫安装位置共两套，装在锅炉后, 无旁路烟气流量(每套装置) 300,000 Nm3 /h，O5%，干烟气2烟气温度125 C (+15k, -35k)最低负荷40%NO1300 mg/Nm3，干烟气XFGD前尘含量1000 mg/Nm3，干烟气 (第1套)200 mg/Nm3，干烟气 (第2套)FGD后尘含量<50 mg/Nm3，干烟气含量1400-2700 mg/Nm3，干烟气FGD前SO2含量200 mg/Nm3，干烟气FGD后SO25 Vol%Cl含量 50-125 mg/Nm3，干烟气，O25 Vol%F含量<25 mg/Nm3，干烟气，O2O含量5-7 Vol%2含量13-14 Vol%CO2HCl分离程度95%吸收剂德国标准DIN1060细石灰, 但对其碱度及温升(quenching)特性有进一步要求使用年月开始安装日期1983年3月投运日期1988年5月试运日期1989年8月3日-1989年9月13日移交日期1989年12月12日系统布置Siersdorf 电厂的布置和CFB烟气脱硫系统的简图见图2。
由于该厂有两台锅炉，每台锅炉各配一套FGD系统，对称排列，装在原有的空气预热器、除尘器及引风机后。
FGD系统的主要设备包括：－ CFB吸收塔入口烟道及挡板门；－ CFB吸收塔；－三电场带百叶窗式机械预除尘器的电除尘器；－出口烟道及挡板门；－脱硫增压风机；－烟气再热器；－新烟囱；－控制CFB塔的出口烟气温度的回流喷嘴喷水系统；－石灰储仓；－干消化装置以及消石灰粉的输送和给料系统；－用于再循环及排灰的输灰设备、中间灰仓；－测量和控制FGD系统的仪表和自动控制系统；－ FGD系统的电源及电气设备。
工艺简介两台FGD系统分别安装在275 t/h的本生锅炉之后。
锅炉为燃煤流化床燃烧, 燃煤的含硫量平均为0.8%。
锅炉原来的电除尘器现作为FGD系统的预除尘器。
烟气以45︒的张角进入流化床反应器，在经过文丘里喷嘴后产生湍流和扩散，使烟气和吸收剂得以充分的混合。
反应器底部的水喷嘴喷入经雾化的水使烟气中的SO与吸收反应有最佳的条件，同时使烟气温度降低到65︒C左右。
反应产物离开2CFB反应塔后在除尘器（机械预除尘器+三电场电除尘器）中分离出来。
处理后的烟气由脱硫风机送到脱硝装置。
除尘器分离出来的反应产物用气力流化斜槽送回反应器进行再循环。
石灰干消化系统以石灰为原料，进行干消化，自动生产干的消石灰粉。
为了使成品中的含水量在3%左右，关键是要精确地控制消化时的给水量，保持消化器的温度在103︒C，这样可以使多余的水分及时蒸发。
干的消石灰粉根据脱硫率要求计量后送到流化槽，加入工艺过程。
为了保证CFB塔内的物料密度, 根据流化床反应器进出口压差(∆P=6.5 mbar),把多余的反应产物由除尘器后的再循环分配阀排出。
主要运行经验•处理后的烟气满足了规定的排放标准（SO2<400 mg/Nm3, 尘<50 mg/Nm3）；•输送设备的磨损很小，气锁阀及灰泵的易磨部件的寿命均在3-4年左右；•运行初期电除尘器壁有腐蚀现象，但在改进保温后未再出现；•由于流化床内的扰动引起烟道的的压力有波动，曾使脱硫风机转子叶片的控制机构损坏，此后，加了一条旁路烟道，以保护风机；•雾化水喷嘴的原设计不合理，尤其在低负荷下运行时容易造成湿壁现象. 湿的脱硫产物也可能产生上述的流化床内的扰动。