循环流化床锅炉炉内添加石灰石脱硫的研究
- 格式:doc
- 大小:314.50 KB
- 文档页数:4
循环流化床锅炉添加石灰石脱硫对锅炉效率的影响文件编码(008-TTIG-UTITD-GKBTT-PUUTI-WYTUI-循环流化床锅炉添加石灰石脱硫对锅炉效率的影响上海锅炉厂有限公司周一工[内容摘要] 本文阐述了循环流化床锅炉添加石灰石脱硫对锅炉效率的影响,指出了影响因素,并定量分析了各种影响因素的影响程度。
[关键词] 循环流化床锅炉石灰石脱硫锅炉效率影响因素0.前言循环流化床锅炉发展的核心问题是环保问题和效率问题,即在保证效率的同时,降低污染物排放。
目前,对循环流化床锅炉环保问题的研究已进行得非常深入,不仅对低NOX排放、炉内石灰石脱硫等重大问题有了深入的了解,而且对N2O、CO、CXHY等原来不太被人们重视的问题也给予了充分关注,同时,对如何保证和提高循环流化床锅炉效率也有了一定的认识。
但是,添加石灰石脱硫对循环流化床锅炉效率的影响目前仅有一些定性的认识,尚未进行过定量分析。
本文将对这一问题进行专门研究。
1.添加石灰石脱硫的石灰石投入量计算首先,我们列出石灰石脱硫的化学反应方程式:CaCO3——→ CaO + CO2CaO + SO2 + 1/2 O2——→ CaSO4理论上讲,加入1mol(100g) CaCO3后,将减少1mol(64g,或 SO2,多消耗 mol(16g,或 O2,多生成1mol(44g,或 CO2。
但是,从炉内的实际工况考虑,以上两个化学反应都是不能全部正向完成的。
为将其量化,存在Ca/S(摩尔)比和脱硫效率两个衡量参数,即在一定Ca/S比下脱硫效率为m。
在考虑脱硫的情况下,加入炉内的CaCO3重量为:BCaCO3=(100/32)×(Ca/S)×(Sar/100)×Bj kg/h其中: Sar为收到基硫份;Bj为给煤量,kg/h。
注意:这里指的是CaCO3重量,而非石灰石重量。
石灰石重量应为:B S = BCaCO3/CaCO3=(100/32)×(Ca/S)×(Sar/100)×Bj/CaCO3kg/h其中:CaCO3为石灰石中CaCO3含量。
循环流化床锅炉炉内脱硫原理关键词:循环流化床脱硫剂脱硫效率循环流化床燃烧技术作为沸腾燃烧的一种,是近几年发展起来的一种新型高效清洁燃烧技术。
与其他燃烧方式相比循环硫化床锅炉具有煤种适应性广、燃烧效率高、负荷调节性能好、低负荷稳燃性好、灰渣利于综合利用等特点,尤其是它的炉内脱硫效果明显是国际上公认的洁净燃煤技术,在国外电力行业已经有了相当的应用规模。
在国内特别是经过将近30年的应用和技术发展,已经证明是目前我国燃煤技术领域内最符合国情的高效低污染燃烧技术。
但由于多方面的原因,我国的循环流化床锅炉脱硫现状还存在很大争议。
一种说法是循环流化床锅炉炉内石灰石干法脱硫效率低,而且不可能高于90%,目前投运的锅炉中有许多都不能达到国家SO2排放标准,要求需要进行尾部烟气的二次脱硫造成锅炉运行成本增加;不同看法则认为只要掌握循环流化床锅炉的运行温度在合理的Ca/S条件下其脱硫效率完全可以达到90%,甚至更高.根据煤种选择设计的锅炉结构完全可以实现炉内脱硫没有必要再进行尾部烟气的脱硫处理。
我国的燃煤分类及对SO2排放标准理解1燃煤分类我国是能源生产和消费大国。
在所有能源的消费中煤占的比例最大根据地矿部门的勘查中国预测资源总量为40017亿吨标准煤其中煤炭资源占85以上因此我国以燃煤为主的能源格局将长期存在。
我国的动力用煤按照挥发酚的高低大致分为无烟煤、烟煤、贫煤、褐煤等由于它们的成分和燃烧特性不同在燃烧后所产生的烟气特性也不同。
燃烧后产生的烟气中SO2含量的高低与煤中含硫量的大小有直接关系一般来讲地域的差别影响了煤中含硫量的高低。
在我国北方煤大都比南方煤含硫量要高一些以国家标准烟煤为例安徽淮南标准烟煤含硫量只有0.46%而山东良庄标准烟煤的含硫量却高达1.94%。
根据煤中含硫量的高低煤又分为高硫煤、中硫煤、低硫煤三种;分类指标煤种名称等级代号分级界限鉴定方法全硫Sd.t,低硫煤:1级S1S1≤1%,煤中全硫的测定方法GB214-77;中硫煤2级S21S2≤2.8%,煤中全硫的测定方法GB214-77;高硫煤3级S3>2.8煤中全硫的测定方法GB214-77。
爨妻:丝凰循环流化床锅炉炉内石灰石脱硫田言峰(河南神马尼龙化工有限责任公司热电厂,河南平顶山467000)少喃要】研究论遗了循蓠K滚化束锅炉的燃烧特性、妒内石灰石脱硫机理、影响c;B锅炉腹磁赦率的因素、几种:石袅名炉内添加≥冀的优灰‘;;点对比。
,’,吣q洪悯褊撼艇盛锹、骑牺鼹虢吣为勰添蝴或j.。
j一.j=.j|i j?矗..j㈡‘。
q‰豳幽勰¨“川㈠融b㈣j“套循环流化床(C FB)锅炉是近年来发展起来的新一代高效、低污染、清洁燃烧设备,它因具有低温燃烧、脱硫效率高、低N O X排放、燃烧效率高、燃料适应性广、负荷调节性能好、灰渣易综合利用等特点,在国内外得到迅速推广。
洞南神马尼龙化工有限责任公司是一家以生产尼龙66盐为主的大型国家级高新技术企业,其热电厂现有四台C FB锅炉,包括两台N G一75/3.82一M6锅炉,一台C G一130/3.82一M X3锅炉,一台YG一240/3.82一M2锅炉,除了担负着本公司供热夏发电任务外,还兼颐向其它两家大型企业、一家小型企业供热。
近年来在日益严峻的环保形势下,我厂为保证锅炉烟气达标排放进行了积极的探索,与四台锅炉配套的三套静电除尘系统与一套布袋除尘系统完全能够确保烟尘达标排放,考虑到CF B锅炉的燃烧特点及运行的经济性,采用炉内添加石灰石的方法来控制另一重要污染物S02经济砥1C F B锅炉的燃烧特性采用中温燃烧,一般床温控制在850—950℃。
送入布风板下的一次风提供燃烧所需氧量并流化床料,而二次风沿着炉墙从不同高度送入用以补充氧量、分级燃烧,这种流化是以高扰动、固体粒子强烈混合以及没有固定床面为其特点。
被烟气携带的床料经分离器后,返回床内继续燃烧。
物科的再循环和炉内固体粒子的充分碰撞传热,提高了CF B锅炉的燃烧效率。
由于把物科反复送入炉内燃烧和炉内固体粒子强烈的混合相结合,使CF B锅炉可以燃用多种燃料,包括劣质燃料。
由--T-床温较低,o-j--,fl--r,洳制N O X的产生,减:!>烟气中N O)(o燃料和石灰石进入炉内,燃料燃烧和脱硫反应在炉内同时进行。
循环流化床炉内喷钙和石灰石石膏湿法脱硫的技术分析作者:廖亮来源:《中国新技术新产品》2015年第07期摘要:循环流化床锅炉具有燃烧效率高、适应范围广的特点,在现代工业中得到了普遍的应用,而且在实施的过程中又得到了不断地改进和优化。
本文主要对循环流化床锅炉炉内的脱硫原理和影响因素进行了分析,并对提高流化床炉喷钙和石灰石的脱硫效率提出了一些参考建议。
关键词:循环流化床锅炉;石灰石;脱硫;影响因素中图分类号:TK229 文献标识码:A循环流化床燃烧技术是一种新型的燃烧技术,相对于过去传统的燃烧方法来说,它具有燃烧效率高、使用范围广的特点,并且在脱硫方面具有成本低、配套设施简单、脱硫效果良好的优势,在近些年来经济的发展推动下,在工业中有了较为成熟的运用。
1 石灰石/石膏湿法脱硫技术的应用分析我国的工业发展中,能源供应大都是以煤炭为主,随着我国经济的快速发展,对于煤炭能源的需求量日益增加,煤炭资源带给人们生活带来便利的同时也产生一系列的消极的影响,其中最为主要的危害就是导致酸雨问题的加重,从我国的实际来看,造成我国酸雨危害的主要类型是硫酸型酸雨,有90%以上的SO2都是来源于煤炭资源的使用,因此,采取正确合理的烟气脱硫技术是控制煤炭燃烧中SO2含量的重要举措,也是抑制我国酸雨产生的关键措施。
目前,对于煤炭燃烧中SO2的脱硫方法主要有石灰石/石膏湿法脱硫技术、荷电干吸收剂喷射技术、循环流化床锅炉内部喷钙加尾部增湿活化脱硫技术、循环流化床锅炉脱硫技术、海水脱硫技术等等,在这些方法中,石灰石/石膏湿法脱硫的技术在我国的应用范围最为广泛。
2 脱硫的原理分析石灰石/石膏湿法脱硫的技术是利用石灰石作为吸收剂,具有运行稳定较为可靠、工作效率高、使用范围广且价格低廉的特点。
它的脱硫原理主要是:SO2在进入吸收塔烟气中后被吸收变化为H2SO3,这时候的H2SO3经过反应后被分离为H+和HSO3离子,然后一部分的HSO3在烟气中O2的作用下被氧化为H2SO4,然后又和浆液中的CaCO3产生化学反应生成CaSO4·2H2O;剩下的部分HSO3-在吸收塔贮槽中在空气的氧化作用下生成H2SO4再和原料中的CaCO3发生中和作用,形成CaSO4·2H2O。
0. 前言循环流化床锅炉发展的核心问题是环保问题和效率问题,即在保证效率的同时,降低污染物排放。
目前,对循环流化床锅炉环保问题的研究已进行得非常深入,不仅对低NO X排放、炉内石灰石脱硫等重大问题有了深入的了解,而且对N2O、CO、C X H Y等原来不太被人们重视的问题也给予了充分关注,同时,对如何保证和提高循环流化床锅炉效率也有了一定的认识。
但是,添加石灰石脱硫对循环流化床锅炉效率的影响目前仅有一些定性的认识,尚未进行过定量分析。
本文将对这一问题进行专门研究。
1. 添加石灰石脱硫的石灰石投入量计算首先,我们列出石灰石脱硫的化学反应方程式:CaCO3——→ CaO + CO2CaO + SO2 + 1/2 O2 ——→ CaSO4理论上讲,加入1mol(100g) CaCO3后,将减少1mol(64g,或0.0224Nm3) SO2,多消耗0.5 mol(16g,或0.0112Nm3) O2,多生成1mol(44g,或0.0224Nm3) CO2。
但是,从炉内的实际工况考虑,以上两个化学反应都是不能全部正向完成的。
为将其量化,存在Ca/S(摩尔)比和脱硫效率两个衡量参数,即在一定Ca/S比下脱硫效率为h m。
在考虑脱硫的情况下,加入炉内的CaCO3重量为:BCaCO3=(100/32)×(Ca/S)×(Sar/100)×Bj kg/h 其中: Sar为收到基硫份;Bj为给煤量,kg/h。
注意:这里指的是CaCO3重量,而非石灰石重量。
石灰石重量应为:B S = B CaCO3/h CaCO3 =(100/32)×(Ca/S)×(Sar/100)×Bj/h CaCO3kg/h其中:h CaCO3为石灰石中CaCO3含量。
说明:以上进行的石灰石投入量计算中未考虑煤灰中金属氧化物的自脱硫能力,也未考虑石灰石中MgO、Fe2O3等金属氧化物参与脱硫的影响,原因是总体上它们对炉内脱硫反应的影响不大,所以将它们作为计算裕量。
循环流化床锅炉石灰石脱硫工艺摘要:本文以沧州大化聚海公司在循环流化床锅炉脱硫方面展开的有益探索和成功经验为依据,对循环流化床锅炉脱硫原理及脱硫工艺进行了分析、探讨。
从而对循环流化床锅炉脱硫系统的设计、运行起到一定的借鉴意义。
关键词:循环流化床锅炉石灰石脱硫一、前言二氧化硫和氮氧化物是锅炉大气污染的两种主要排放物。
它们对人类健康和生态环境的有较大危害是,所以锅炉烟气在排入大气前必须进行脱硫。
循环流化床锅炉是一种国际公认的洁净煤燃烧技术,以其燃料适应性广、脱硫效果好、NOx排放量低、负荷调节性能好等优点在我国发展迅速,并且适用炉内脱硫。
二、设备概况沧州大化聚海公司两台锅炉为济南锅炉厂制造的YG-90/3.82-M型循环流化床锅炉,石灰石脱硫设备包括1个石灰粉仓、2个缓冲料仓、2台罗茨风机、2个旋转变频给料阀、2个加速室及石灰石输送管道、仪表等组成。
三、流程简介石灰石粉由气力输送槽车送入石灰石仓,然后流入缓冲料仓,并经旋转变频给料阀调量后进入加速室,加速室的动力风是由罗茨风机加压提供,流化后的石灰石粉送入炉膛参与炉内脱硫与循环,通过烟气在线装置检测SO2含量,来调节给料阀转速,从而控制石灰石给料量。
四、设计燃料、脱硫剂石灰石及其它有关设计参数1.原料煤质分析:固定碳45.27%;硫份含量为0.7%。
2.碳酸钙:98.8%3.锅炉主要性能资料:锅炉设计热效率≥86%;床温850~950 ℃;钙硫比1.5~2.5;脱硫效率≥90 %脱硫剂粒度0~2 mm。
五、循环流化床锅炉脱硫工艺原理1.脱硫机理及排放机理不同煤种的煤含硫差异很大,一般都在0.1~10%之间,并以三种形式存在于煤中,即黄铁矿硫、有机硫和硫酸盐硫,其中黄铁矿硫和有机矿硫是燃煤中SO2生成的主要来源。
1.1SO2的固定所谓SO2的固定是指将SO2由气态转入固态化合物中,从而能达到脱除SO2的目的,循环流化床采用向炉内添加石灰石颗粒的方法来脱除SO2。
循环流化床锅炉炉内脱硫石灰石粉输送系统浅析[摘要]本文简要介绍了循环流化床锅炉炉内脱硫工艺通常采用的石灰石粉输送系统,通过对两种石灰石粉输送系统的比较,对cfb 锅炉的石灰石粉输送系统设计提出建议和思考,供同行们参考。
[关键词]循环流化床、炉内脱硫、石灰石粉输送系统中图分类号:te963文献标识码:a文章编号:1009-914x(2013)17-0285-021 概述循环流化床锅炉具有效率高、燃料适应性广、负荷调节灵活、环保性能好等优点,近年来发展非常迅速,技术也日趋成熟。
并随着我国对环保要求的越来越高以及环保电价政策的相应出台,循环流化床锅炉的脱硫就显得越来越重要,甚至关系到电厂的生死存亡。
目前,循环流化床锅炉主要采用的脱硫方式为在炉内添加石灰石粉的干法脱硫以及在烟气尾部设立烟气脱硫系统的湿法脱硫。
就脱硫工艺和运行成本来说,炉内干法脱硫工艺简单,运行成本较低,再加之循环流化床(cfb)锅炉炉内燃烧温度在790~900℃之间的温度场使其本身具有了炉内烟气脱硫条件,所以,炉内干法脱硫是目前大多数循环流化床锅炉首选的脱硫方式。
据不完全统计,目前我国已有上千台循环流化床锅炉投入运行,锅炉容量从10t/h-1025t/h,但大多数为容量在440t/h以下的中小型锅炉。
流化床煤燃烧技术在较短的时间内能得到迅速的发展和应用,是因为它具有:燃烧温度低,燃料停留时间长,燃烧室湍流混合强烈,以及可以通过炉内掺烧石灰石粉进行脱硫。
循环流化床锅炉炉内脱硫原理是:caco3→cao+co2cao+so2→cas04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。
2 循环流化床锅炉石灰石粉输送系统特性将石灰石粉作脱硫剂送入锅炉内掺烧来达到脱硫的目的。
因此对于循环流化床锅炉来说,其配套的石灰石粉输送系统设计及运行的效果将直接影响到锅炉的脱硫效率。
石灰石粉输送系统要适应cfb锅炉脱硫正常运行必须具备以下条件:1)、石灰石粉必须连续给料;炉内燃烧产物中so2随烟气流动在炉内停留的时间十分短暂,因此脱硫剂石灰石粉只有连续送入炉内参与吸收才能保证其脱硫效率和达到使脱硫剂最为节省。
循环流化床锅炉炉内喷CaO尾部增湿脱硫工艺介绍一、工艺概述循环流化床燃烧技术是一种新型有效的燃烧方式,它具有和煤粉炉相当的燃烧效率,并且其燃烧特点十分适用于炉内喷钙脱硫,原因如下:1.燃烧温度低(850℃~900℃),正处于炉内脱硫的最佳温度段,因而在不需要增加设备和较低的运行费用下就能较清洁地利用高硫煤。
2.烟气分离再循环技术的应用,相当于提高了脱硫剂在床内的停留时间,也提高了炉内脱硫剂的浓度,同时床料间,床料与床壁间的磨损、撞击使脱硫剂表面产物层变薄或使脱硫剂分裂,有效地增加了脱硫剂的反应比表面积,使脱硫剂的利用率得到了相应的提高。
理论上一般认为,在850℃~900℃的炉膛温度,Ca/S摩尔比为1.5~2.5,石灰石的粒度小于2mm(通常为0.1~0.3mm)时,炉内脱硫效率可达85~90%。
但是循环流化床锅炉实际运行中,还存在着一些问题,使得脱硫效率达不到理论脱硫效率,具体原因主要有以下四点:1.国外的循环流化床锅炉循环倍率一般为50~80,而国内一般低于30,低循环倍率下达到高脱硫效率是不现实的。
2.为了降低飞灰的含碳量,提高燃烧效率及热效率,实际运行时往往适当提高锅炉的燃烧温度,燃烧温度提高使得炉内脱离了最佳的脱硫温度范围,使炉内脱硫效率降低。
3.目前国内循环流化床锅炉的脱硫方法,大部分是采用煤直接掺混石灰石的做法,掺混不均匀使石灰石无法完全发挥功效。
4.在炉内硫酸盐化过程中,由于石灰颗粒孔隙的堵塞,阻碍了脱硫剂与二氧化硫接触。
以上原因使得国内循环流化床锅炉炉内喷钙脱硫效率仅为50%左右。
由于循环流化床锅炉炉内喷钙的高钙硫比和低脱硫效率,使得飞灰中含有大量的未被利用的氧化钙,直接排放造成脱硫剂的巨大浪费,使运行成本增高。
鉴于以上因素,为了进一步提高循环流化床锅炉炉内喷钙的脱硫效率和脱硫剂利用率,可以采取四个措施。
1.以生石灰粉(CaO)代替石灰石粉(CaCO)喷入炉内。
3是否有必要?可以产生多大的功效?增加运行成本?目前,炉内喷钙的脱硫剂大多采用石灰石微粒,石灰石微粒在炉内煅烧的过程中,其中所含的杂质包裹在生成的CaO表面,阻碍CaO与SO2的接触,即使炉内存在着较强的物料碰撞磨损,也无法有效地清除杂质,对脱硫效率和脱硫剂的利用率有较大的负面影响。
循环流化床锅炉炉内添加石灰石脱硫的研究D iscu s si on on the add i ng li m e s tone de s u l fu r iza t ion in CF B bo i le r于树辉(山东电力工程咨询院有限公司,山东济南250013 )摘要:分析了循环流化床锅炉的特点和脱硫原理,探讨了循环流化床锅炉炉内添加石灰石脱硫系统中存在的问题及影响脱硫效率的因素,提出提高循环流化床锅炉炉内脱硫效率的措施。
关键词:循环流化床锅炉;石灰石;脱硫效率;影响因素;对策措施Abs trac t: The p rincip le s and cha racte ristic s of Circula ting Fluidized Bed(CFB)bo ile r we re ana lyzed. The p rob 2lem s existed in the CFB bo ile r de sulfuriza tion sys tem tha t added lime s tone in the bo ile r we re discus sed. The fac 2to rs influenced the de sulfuriza tion effic iency we re ana lyzed. Some counte rmea sure s to imp rove the de sulfuriza 2tion effic iency of CFB bo ile r we re p ropo sed.Key wo rds: CFB bo ile r; lime stone; de sulfuriza tion effic iency; influencing facto r; counte rmea sure中图分类号: X701. 3文献标识码: B 文章编号: 1674 - 8069 ( 2010 )01 - 045 - 04循环流化床( C F B )燃烧技术是最近几十年发展起来的一种新型燃烧技术,由于循环流化床锅炉具有燃料适应性广、燃烧效率高、高效脱硫的特点,因此近年来有了很大的发展。
其应用范围从小型工业流化床锅炉发展到大型电站锅炉,投入运行的最大容量为300MW。
截至2008年底,已有与300MW 机组配套的18 台循环流化床锅炉投入运行。
流化床燃烧技术也从第一代鼓泡床(俗称沸腾床) 发展到第二代循环床。
1循环流化床燃烧特点和脱硫原理1. 1 循环流化床燃烧优点循环流化床燃烧技术具有一些常规的煤燃烧技术(如层燃和煤粉燃烧)所不具备的优点,如具有脱硫、脱硝功能,燃料适应性强,可燃烧劣质煤,负荷调节性能强等。
( 1 )具有脱硝功能。
循环流化床的燃烧特点是任何时候流化床内惰性热物料都占全部床内固体物料的97 %~98 % , 因而, 可以将温度控制在800 ~900 ℃的范围内, 并保证稳定和高效的燃烧。
这种低温燃烧方式可以有效地抑制NOx的生成和排放,循环流化床锅炉NOx的生成量很小,仅占煤粉锅炉燃烧的1 /3~1 /4。
( 2)具有脱硫功能。
由于循环流化床燃烧温度正好是石灰石/石灰脱硫反应的最佳温度,因而在床内加入石灰石或白云石可有效地脱除在燃烧过程中生成的S O2。
( 3 )燃料适应性强。
由于循环流化床床内惰性物料的巨大热容量,以及流态燃烧过程中十分良好的传热、传质和混合过程,因此循环流化床虽然是一种低温燃烧方式,但它却可以燃用一切种类的燃料并达到较高的燃烧效率,其中包括高灰分、高水分、低热值、低灰熔点的劣质燃料(如泥煤、褐煤、油页岩、木屑、洗煤厂的煤泥、洗矸、煤矿的煤矸石等) ,以及难以点燃和燃尽的低挥发分燃料(贫煤、无烟煤、石油焦和焦炭等) 。
( 4 )负荷调节性能强。
负荷可在30 % ~115 % 之间进行调节。
可以在锅炉负荷40 %以上的情况下,使蒸汽温度正常; 锅炉负荷调节速率也快,一般每分钟可达4 %的调节速率。
1. 2 循环流化床锅炉存在的问题( 1 )初投资大。
由于循环流化床的炉膛内传热系数与炉内沿炉膛高度的气固浓度比密切相关,炉膛上部稀相段的传热系数远小于下部浓相段的传热系数,再加上温度低、烟气流速高、床截面小,因而必须增加炉膛高度,否则四周墙面不足以满足受热面面积要求,从而增加了锅炉的初投资。
( 2 )耗电量大。
循环床的分离循环系统比较复杂,且布风板及系统阻力较大,使锅炉自身耗电量增大,约为机组发电量的7 %左右, 导致运行费用增45加,耗电量增大。
( 3 )磨损及腐蚀。
由于床内流速高、固体颗粒浓度大以及为控制NOx排放而采用分级燃烧使炉膛内存在还原性气氛的区域等因素,会造成进风风帽等部位的磨损及受热面与吊挂管的磨损与腐蚀, 导致循环流化床锅炉检修率较高。
综上所述,循环流化床由于能在低温下燃烧等一系列特点,它虽然存在一定的问题,但仍不失是当前在燃烧中脱硫的最佳燃烧方式。
1. 3 循环流化床锅炉的脱硫原理循环流化床燃烧脱硫技术是指在循环流化床锅炉中将石灰石(石灰) 等原料粉碎成与煤粉同等细度,参入煤中在炉内同时燃烧,在800 ~900 ℃时,石灰石受热分解成CO2,及多孔CaO , CaO 与S O2 发生反应生成CaS O4。
由于循环流化床锅炉带有高温除尘器(旋风分离器) ,可使飞出去的未完全反应的脱硫剂又返回炉膛循环利用,同时,循环流化床较低的燃烧温度确保CaO 不会烧结, 从而提高了脱硫效率。
其化学反应式如下:C a CO3 C a O + CO2( 1)C a O + 1 /2O2 + S O2C a S O4( 2)( 1 )式为吸热反应,石灰石CaCO3分解为CaO和CO2的热分解温度为880 ℃左右。
( 2 )式中CaO与S O2反应的最佳温度是800~850 ℃。
由于循环床内的烟气流速为4. 5 ~7. 0 m / s,可以把相当数量的固体颗粒带出炉膛。
安装在炉膛出口处的高效分离器能将被气流带出的固体颗粒分离出来,再将其送回炉膛底部,以维持炉膛内床料总量不变的连续工作状态。
在循环床运行工况下,整个炉膛内除了气体向上流动外,固体颗粒亦向上流动,此时气、固两相之间存在的相对速度称为滑移速度。
气、固两相混合物的密度不单纯取决于流化速度,还与当时颗粒的质量流率有关。
在一定的气流速度下,质量流率越大,则床料密度越大;固体颗粒的循环量越大,则气、固间滑移速度也越大。
固体颗粒的聚集和团聚作用是循环床内颗粒运动的一个特点。
研究表明,当床料密度为8 ~10 kg /m3 时, 床内细颗粒就会团聚成大粒子团。
粒子团由于重量增加、体积加大,具有较大的自由沉降速度。
在一定的气流速度下,大粒子团不是被吹上去, 而是逆着气流沿炉墙向下运动。
这些粒子团在沿着炉墙向下运动过程中,气、固间产46 生较大的相对速度,然后被上升的气流打散成细颗粒,再有气流带动向上运动,又聚集成粒子团,再沉降下来,这种粒子团不断聚集、下沉、吹散、上升又再聚集的物理过程,使循环床内发生强烈的热量和质量交换。
由于粒子团沿炉墙沉降和边壁效应,循环床中气、固流动形成近炉壁处很浓的粒子团以旋转状向下运动,炉膛中心则相对较稀的气固相向上,产生一个强烈的炉内循环运动,大大强化了炉内的传热和传质过程,使刚进入炉内的新鲜燃料和脱硫剂颗粒在瞬间即被加热到850 ℃的炉膛温度,并保证了在整个炉膛内纵向和横向都具有十分均匀的温度分布,从而使脱硫剂和S O2的脱硫反应能够在整个炉膛内和分离器内进行。
由于循环流化床锅炉中被烟气带出的细颗粒能在旋风分离器中被分离出、来并被送回炉内再利用, 因而大大延长了脱硫剂的停留时间。
在炉膛内的内循环和整个物料通过旋风分离器的外循环过程中, 脱硫剂的颗粒会被磨碎而出现新的反应表面,而在整个固体物料的循环系统内有着均匀的温度分布, 这一切大大地改善了脱硫性能,提高了脱硫剂的使用效率。
2循环流化床燃烧脱硫的影响因素及对策循环流化床燃烧脱硫一般采用添加石灰石的方法。
其脱硫效率的影响因素主要是石灰石输送添加方式、钙硫比( Ca / S) 、石灰石的颗粒度、石灰石的品质(活性) 、煤中硫分、燃烧温度、循环流化床锅炉循环倍率等。
2. 1 石灰石输送系统对脱硫效率的影响及其对策石灰石输送系统一般分两级料仓石灰石输送系统和单级料仓石灰石输送系统两种。
两级料仓石灰石输送系统分为石灰石粉库(锅炉房外)至中间粉仓的前置段输送和中间粉仓至锅炉炉膛的后置段输送两个部分。
前置段输送采用空压机做为输送用气动力源进行定容间断输送; 后置段输送采用罗茨风机做为输送用气动力源进行可定量调整的连续输送。
两级料仓石灰石输送系统主要是由储料仓、正压气力输送系统、炉前仓、喷吹系统、电气控制系统等组成。
物料采用罐车压送到储料仓,再由正压气力输送系统输送至炉前仓,最后经喷吹系统吹送入炉膛。
整个系统采用P LC 程序控制。
输送系统是2010年 于树辉 :循环流化床锅炉炉内添加石灰石脱硫的研究 第 1期以空压机作为动力源 ,采用高密度的低压栓流式输 送 ,将物料从发送器以灰栓形式由管道输送至炉前 仓。
正压气力输送系统由发送器 、进出料阀 、补气 阀、管路等组成 。
单级料仓连续石灰石输送系统主要由石灰石粉 储仓、螺旋计量给料装置 、自控旋转给料阀 、压力式 喷射给料装置、鼓风送风装置以及管道分配器等组 成。
该系统可根据锅炉的运行工况 ,通过变频电机 实现无级调速控制 ,将石灰石粉定量、连续 、均匀地 送入锅炉炉膛。
石灰石输送系统中影响脱硫效率的主要有石灰 石粉吸水出现板结、堵塞及定量、连续输送系统的自 动控制问题 。
2. 1. 1 石灰石粉板结、堵塞原因及解决办法 石灰石粉的吸水性很强 ,可有效地吸收空气中的水分 ,引起储料仓内石灰石粉的板结 、硬化 、起拱 ,石灰石正压气力输送系统由于输送的风压不足易造 成堵塞。
储料仓下部设流化装置以防止石灰石粉结块 , 顶部设置除尘器及压力真空释放阀 ; 选择合适的气 粉比 ,实现热风送粉 ,防止在输送风压不足时石灰石 输送系统堵塞 ,确保石灰石粉均匀、连续、通畅地进 入锅炉 ,以满足炉膛内设计的钙硫比。
S O 2 。
因此 ,既要保证石灰石 ( CaCO 3 ) 的热分解温度 ,又不致于使反应生成的副产品分解 ,必须控制循 环流化床锅炉的床层温度在 800~900 ℃的范围内。
控制床温还在于保持脱硫剂的反应速度和固体产物的分布及防止孔隙堵塞等 ,有利于提高脱硫剂 的利用率。
为了控制床温 ,一般在床层内布置一部分管束 , 它既是吸热强度很大的受热面 ,保证炉内温度适当 , 不致烧熔炉渣而影响正常运行 ,又可使 NO x 的生产 量及灰中钠 、钾的挥发量大为减少。