循环流化床锅炉炉内喷钙脱硫技术的应用

循环流化床锅炉炉内喷钙脱硫技术的应用

【摘要】介绍了炉内喷钙干法脱硫工艺和反应原理，总结了改造后的主要成果，对产生的社会和环境效益进行了分析。炉内喷钙脱硫技术在循环流化床锅炉上的应用效果良好。

【关键词】炉内喷钙;循环流化床;干法

山东兖矿国际焦化有限公司地处国家二氧化硫两控区，随着国家、地方环保政策的逐步调控，对二氧化硫排放指标要求越来越严，浓度、总量双达标已事关企业的生存与发展。公司锅炉系统原配套脱硫装置设计简单，为在皮带上添加碎石硝，脱硫成本高、效率低、操控难度大。为降低锅炉烟气二氧化硫排放浓度，保证锅炉烟气稳定达标排放，结合公司循环流化床锅炉的特点，公司采用炉内喷钙干法脱硫技术对锅炉脱硫系统进行了改造。本文介绍了该技术在循环流化床锅炉上的应用和实践。

1.原脱硫设计工艺

在锅炉的动力煤存放地共有两个下料口，一个用来下煤，另一个用来下细石灰石（石硝）。当锅炉上煤时，同时开启两个下料口的振动给料机，煤和细石灰石落在同一条皮带上---1#皮带，根据细石灰石含钙量，人工控制按钙硫比4左右比例添加。经1#皮带后，煤与细石灰石依次经过自冷除铁器、振动筛、破碎机充分混合后再依次经过2#皮带、3#皮带、煤仓，然后经给煤机进入锅炉燃烧。公司锅炉为3台UG-75-3.82-450-41M型号的循环流化床锅炉，运行方式为两开一备。

工艺主要缺陷：

１．１脱硫效率低。脱硫剂为细石灰石，颗粒大（1-3mm），混合不均，造成脱硫效果不稳，超标现象时有发生(二氧化硫浓度指标为900mg/Nm3)。

１．２脱硫剂添加人工控制，易造成脱硫剂的浪费，为保证排放不超标，钙硫比通常保持较高水平（4左右），甚至更高。

１．３煤和脱硫剂下料口各只有一个，断煤或脱硫剂添加不及时出现问题后会影响锅炉运行和排烟浓度控制。

２．炉内喷钙脱硫工艺

２．１系统基本组成包括：石灰石钢粉仓系统、石灰石输送系统、辅助设备及程控系统等。石灰石粉（细度要求250目）由罐车运至钢粉仓附近，钢粉仓附带的快换接头与罐车连接，完毕后打开手动蝶阀，石灰石粉由罐车气源送至钢粉仓。卸料时先打开炉前快关阀，进气阀组。启动给料阀，通过PLC来控制旋转

给料阀，再打开气动薄形闸阀，手动薄形闸阀。石灰粉经过手动薄形闸阀到旋转给料阀到缓冲仓至气动薄形闸阀到旋转给料阀进入喷射器，利用空压机的风压将石灰粉吹入炉膛。系统停运时，先关闭气动薄形闸阀，再停旋转给料阀，再关闭进气阀组，最后关闭快关阀。

石灰石钢粉仓系统为1座锥底钢粉仓，粉仓有效容积250立方。在粉仓下设三个出料口，分别向两台锅炉输送石灰石粉。粉仓量满足3台锅炉100%负荷下同时运行3至5天所需粉量。

２．２石灰石钢粉仓设在锅炉外侧（室外）。在石灰石钢粉仓下接正压石灰石粉输送装置的系统（采用压缩空气输送）。系统通过输送管道将石灰粉输送至锅炉，输送距离约120米，石灰粉自锅炉旋风返料口两侧的二次风口处，取两点左右对称由压缩空气均匀送入炉膛。

２．３脱硫系统采用“就地控制柜及就地仪表”结构，即通过就地控制柜控制系统，在就地控制箱内设置了气动控制的电磁阀部分和就地的电控部分，在就地控制箱上还设有控制按钮，用于对仓泵上的气动阀门进行手动操作。当转换开关在就地位置，且PLC控制系统允许时，全部可以手动操作。

２．４主要反应机理：

3.改造成果

工艺改进后的脱硫系统运行效果良好。在锅炉负荷不变的情况下，并组织对改造后排烟浓度进行了三次监测。具体检测数据对比见下表。改造后效果主要体现在以下几方面：

３．１锅炉烟气脱硫效果显著，烟气含硫量210mg/m3左右（国标为900mg/m3）。

３．２锅炉烟气脱硫效率稳定，脱硫率高达到了85%。

３．３降低了脱硫剂的使用量，精确控制钙硫比2.2左右，每月节约脱硫剂200多吨。

３．４原脱硫剂下料口可作为煤备用下料口，提高了锅炉运行的可靠性。

３．５在改造过程中，利用锅炉二次风入口作为进料点，使锅炉在不停炉的情况下进行设备改造，减少了对整个生产系统的影响。

表1 炉内喷钙现场测试检测数据表

4.效益分析

４．１经济效益：循环流化床锅炉炉内喷钙干法脱硫系统自动化控制程度高，脱硫剂计量方便，比原脱硫方式节约脱硫剂200多吨/月，每年减少脱硫剂的支出费用近20万元（按80元/吨计），污染物排放量的减少节约排污费110多万元（按年用煤量16万吨，含硫量0.8%，减少二氧化硫排放量900吨计算），两项费用降低合计130余万元。同时，还杜绝了由二氧化硫超标造成的污染事故罚款。

４．２环境效益：优化改进后的炉内喷钙脱硫工艺，脱硫效率大大提高，比原脱硫方式年减少二氧化硫排放量900吨，实现了锅炉烟气浓度、总量双控达标，规避了环境风险，为企业稳定生产提供了保障，环境效益显著。

５．结束语

循环流化床炉内喷钙脱硫工艺改造简单，投资节省，效果明显，相信通过实践经验的不断积累和技术改进，会得到越来越广泛的应用。■