循环流化床锅炉炉内脱硫原理及影响因素问题分析

循环流化床锅炉炉内脱硫原理及影响因素

炉内脱硫原理
      循环流化床锅炉炉内脱硫是采用石灰石干法脱硫来实现的，即将炉膛内的CaCO3高温煅烧分解成CaO，与烟气中的SO2发生反应生成CaSO4，随炉渣排出，从而达到脱硫目的。

影响脱硫效率的因素：
①    床温对脱硫的影响：有关试验表明，床温对SO2的析出影响最大，SO2浓度随着床温的升高而单调增大，但是脱硫效率随着床温的升高会迅速下降，当床温低于800℃时，脱硫剂孔隙数少，孔径小，反应速度低，而且SO2析出速度慢，脱硫效果差；当床温高于950℃时，CaO内部的孔隙结构会发生部分烧结而减少，降低CaO与SO2的反应速度，导致脱硫效率降低。

②     Ca/S摩尔比对脱硫的影响：循环流化床锅炉运行实践表明，随着炉内添加石灰石量的增加，脱硫效率逐渐提高，在Ca/S摩尔比小于2.5范围内，脱硫效率随Ca/S摩尔比增加提高很快，当继续增加Ca/S摩尔比时，脱硫效率增加速度会明显减慢。
③     石灰石入炉粒度对脱硫效率的影响：脱硫剂的粒径分布对脱硫效率也有较大的影响。理论上讲，脱硫剂越小，炉内脱硫效果越好，因为减少石灰石粒径能增加其表面积，从而提高反应面积。但脱硫剂并非越小越好，如果脱硫剂太小，就会有很大部分随着烟气逃逸，增加尾部烟道的飞灰量，从而使除尘器负担加大。最佳的脱硫剂粒径分布与锅炉设计参数有关，一般在0~2mm属于比较合理的范围，平均为100~200um。
④    石灰石品质对脱硫效率的影响：石灰石品质对脱硫效率影响十分敏感，不同品质的石灰石反应性能差异很大，在CaCO3含量、晶体结构和孔隙特征上也有所不同。一般应对石灰石做热重分析（TGA），测定其反应率指标，从而准确推算出Ca/S摩尔比。

⑤   煤种特性对脱硫的影响：循环流化床炉内脱硫效率的高低，直接取决于煤中含硫量的高低。一般来讲，www.china-heating.com供热燃煤中含硫量越高，脱硫效率就越高，但这并不代表SO2排放浓度低。在燃用高硫煤时，脱硫效率能达到90%甚至更高，但SO2排放浓度仍然不能达到国家排放标准的要求。

⑥ 石灰石投放方式对脱硫效率的影响：传统的石灰石投放方式为，与煤混合一起通过给煤口进入到炉膛内，这种投放方式虽然方法简单容易操作，但是有很大的弊端：煤中含有的外部水分与石灰石接触后，使石灰石粉末结块，影响了它在炉内的煅烧效果，大大降低了石灰石孔隙面积，从而使石灰石的固硫能力受到很大限制。石灰石投放点也可以设置在二次风口，通过特设的风力管道输送系统将石灰石粉末送至二次风支管，随二次风一起进入炉膛，其优点是投放点分散均匀，在炉膛内沸腾扰动强烈，反应速度快程度高，从而使脱硫效率提高，缺点是系统复杂。近几年，我们经在流化床返料管上设置石灰石投放点，并在几个电厂中试验，收到了良好的效果，需要解决的一个问题就是返料管开孔处的密封。

结论：[]循环流化床锅炉炉内脱硫，根据煤种的含硫量不同，只要能达到SO2国家排放标准要求，脱硫效率在70~90%都是合理的；在煤种已经定下的前提下，通过调节运行床温、合理设置Ca/S摩尔比、控制石灰石粒度等措施，能够有效提高脱硫效率；燃用高硫煤时，若脱硫效率在90%都无法达到SO2国家排放标准时，则必须进行尾部烟气脱硫。--济南锅炉集团有限公司  张君 靳宗伟 刘桐