浅析影响循环流化床锅炉脱硫效率的因素

浅析影响循环流化床锅炉脱硫效率的因素

摘要：因为循环流化床锅炉燃烧过程之中炉内自脱硫能力的充分发挥，其对脱硫作用具有一定的贡献，基于此，本文论述了循环流化床锅炉脱硫效率的因素分析。

关键词：循环流化床锅炉；脱硫效率；因素

引言

我国经济发展正处于投资推动和高效增长的阶段，其中重工业的高耗能产业增长速度很快，对能源的需求量逐渐增加，也存在很大压力。重工业对环境的污染很大，特别是高耗能的经济增长方式产生严重污染，因此做好节能减排脱硫具有深远的意义。国家把节能减排作为重点，推动锅炉节能减排脱硫工作的实施是我国经济发展的长远战略，大力推进燃煤锅炉的技术改造，对技术指标落后、能耗较高污染较重的生产线进行改造，是企业乃至整个国家实现可持续发展的重要一环。循环流化床在锅炉中的应用具有很大的优势，可以减少环境污染，达到国家环保的要求，是企业可持续发展的必由之路。

1.国内烟气脱硫现状

以我国目前的经济条件和技术条件，还不允许像发达国家那样投入大量的人力和财力进行技术研发。而且我国对SO2的治理方面起步较晚，国内一些电力的烟气脱硫装置大部分引进欧洲、美国、日本的技术。有些技术还处于实验阶段，设备处理烟气量小，技术尚不成熟。由于近几年国家严格的环保要求，脱硫工程是所有新建电厂必须建设脱硫工程，因此我国开始逐步在国外的技术的基础上研制适合我国的脱硫技术，不断加快对国外先进技术的消化吸收，使其国产化、低成本化。

2.循环流化床锅炉脱硫技术的介绍

循环流化床锅炉脱硫技术是利用石灰石干法来实现炉内脱硫技术，也就是将炉膛内的碳酸钙经过高温煅烧后分解成为氧化钙，再同烟气里的二氧化硫产生反应出硫酸钙，之后再随炉渣排出炉体，进而达到脱硫的目的。2.循环流化床锅炉脱硫技术特点，循环流化床锅炉脱硫技术一般是采用炉内喷钙干法进行脱硫，这是国内外常用脱硫方法中比较成功的应用，一般是针对一些小型锅炉和炉龄较长的锅炉的，这种脱硫技术具有工艺简单、脱硫效果很明显、占地面积也不大，而且整体投资较低、实施起来很方便等优点。

3.影响循环流化床锅炉脱硫效率的因素

循环流化床石灰石脱硫机理为：碳酸钙在800～860℃分解反应生成氧化钙CaCO3→CaO+CO2-183kJ/molCaCO3，氧化钙与二氧化硫经过一系列化学反应生

成硫酸钙CaO+SO2→CaSO3，CaSO3+1/2O2→CaSO4。从石灰石脱硫化学反应上分析可以知道床温、脱硫剂的颗粒分布、氧量、燃料的挥发、石灰石量以及石灰石粒径等对石灰石脱硫有直接影响。

3.1床温

影响了石灰石的煅烧分解速度以及CaO与SO2反应速度并且影响固体生成物空隙堵塞特性。从理论上讲温度越高石灰石分解越快，但温度太高石灰石脱硫会发生逆向反应，同时也使气体通过扩散层的阻力增大；氧量充足能够促进脱硫反应的正向进行，有利于提高脱硫效率；对于相同含硫量的煤质，脱硫剂浓度越大反应接触面积就越大，脱硫效率就越高；同样石灰石粒径越小比表面积越大，与SO2反应机率越大脱硫效率明显增加。

3.2脱硫剂的颗粒分布

脱硫剂的转化率同其粒度分布之间有着十分紧密的关系，脱硫剂的粒度分布同颗粒的有效反应面积以及在炉膛之中停留的时间相关。石灰石粒度的大小对于脱硫效果具有两方面的作用。如果颗粒比较大，而新生成的硫酸钙的摩尔体积小于氧化钙的摩尔体积，就会不断填充表面的孔隙空腔而慢慢的堵塞了扩散通道，促使颗粒内部的氧化钙没有办法同二氧化硫反应，石灰石比较难完全转化以及利用，促使诸多的氧化钙的浪费，所以，大颗粒的脱硫剂的利用率偏低。所以，较细的石灰石颗粒对于脱硫效率也是不利的，颗粒粒径比较小，其在炉膛内停留时间短，在颗粒还没有同二氧化硫充分反应之时就被烟气带出炉膛，石灰石利用率比较低，脱硫效率降低，同时石灰石小颗粒逃逸，也会逐渐加重锅炉尾部除尘器的负担。

3.3燃料的挥发

由于燃料中挥发分的析出和燃烧速度要比煤粒的扩散速度快许多，因此挥发分中的硫分也会迅速析出，在给煤点附近会形成一个高二氧化硫的浓度和低氧浓度的区域，而且在烟气的带动下较快地向炉膛上部扩散。在循环流化床锅炉中，特别是在炉膛上部稀相区，气体和固体的横向混合比较差，向上穿过整个炉膛，使脱硫效率降低。

3.4氧量

氧量对石灰石脱硫效率的影响研，通过试验可以发现负荷固定在116MW，煤质为褐煤，钙硫比为3.0 ，床压恒定为6.5kPa，床温固定在817℃，改变氧量，通过循环流化床石灰石脱硫效率的计算公式得出增加氧量对烟气量以及对脱硫效率的变化，通过实验发现氧量在3%以下时增加氧量脱硫效率增加的很快，之后稍有降低现象，但氧量在4%以下时脱硫效率依然增加，超过4%时脱硫效率开始大幅度下降。

氧量是锅炉燃烧的重要因素，也是SO2转化为硫酸盐的重要条件，氧量能

够促进脱硫反应的正向进行，氧量在4%以内变化时脱硫效率随氧量的增加而增加，当超过4%时床内氧量超过脱硫反应所需氧量，此时增加氧量导致的烟气量增加会降低脱硫效率。

3.5流化速度的影响

对于循环流化床锅炉来说，改变流化速度就是改变负荷、空气量或一次风率。增加风量意味着循环量即循环倍率的增加和石灰石脱硫剂在床内停留时间的延长。由于硫酸盐化反应速度相对较慢，当反应进行30min后，如果不考虑磨损，石灰石的利用率仅有20%～40%；故延长石灰石停留时间（最好大于1h）可以提高其利用率。

4.结语

除此以外，对循环流化床锅炉脱硫效率产生影响的因素比较多，燃料的性质、床内风速、一二次风配比、运行时负荷的变化情况等等因素都对循环流化床锅炉的脱硫效率产生影响，这需要各循环流化床锅炉用户在实践中不断摸索，根据具体情况合理调整，提高运行水平，从而提高脱硫效率.为我国的环保事业作出各自的贡献。

参考文献：

[1]罗凯，林世华，刘宇，朱金伟，王凡.影响循环流化床锅炉石灰石脱硫效率的因素分析[J].四川环境，2011，03：10-12.

[2]刘昕.影响循环流化床（循环流化床）锅炉脱硫效率的因素及解决办法探讨[J].四川环境，2011，04：144-148.