循环流化床内烟气脱硫模拟分析
- 格式:pdf
- 大小:224.05 KB
- 文档页数:7
内循环流化床烟气脱硫技术研究一、研究背景随着我国经济的快速发展,工业生产和能源消耗也在不断增加,这导致了空气质量逐渐恶化,尤其是大气中的二氧化硫(SO浓度逐年攀升。
为了改善空气质量,减少污染物排放,我国政府对环境保护和节能减排提出了更高的要求。
因此研究和开发新的烟气脱硫技术显得尤为重要。
内循环流化床烟气脱硫技术是一种新型的环保技术,它可以将烟气中的二氧化硫有效地去除,从而达到降低污染物排放的目的。
这种技术具有操作简便、效率高、能耗低等优点,因此备受关注。
然而目前内循环流化床烟气脱硫技术在实际应用中还存在一些问题,如脱硫效率不高、设备成本较高等,这些问题亟待解决。
1. 国内外内循环流化床烟气脱硫技术的发展现状及存在的问题;内循环流化床烟气脱硫技术作为一种环保的脱硫方式,近年来在国内外得到了广泛的关注和研究。
然而尽管这项技术有很多优点,但在实际应用中仍然存在一些问题和挑战。
首先让我们来看看国内外内循环流化床烟气脱硫技术的发展现状。
在国内这项技术已经取得了一定的进展,但与国外相比还有很大的差距。
目前国内的一些大型钢铁企业已经开始采用内循环流化床烟气脱硫技术,但由于技术和资金等方面的限制,这些项目的运行效果并不理想。
而在国外内循环流化床烟气脱硫技术已经非常成熟,广泛应用于各种工业领域。
那么为什么内循环流化床烟气脱硫技术在国内还存在这么多问题呢?一方面这可能与国内的技术水平和管理水平有关,与国外相比,国内的环保意识和技术水平还有待提高。
另一方面这也可能与国内的投资环境有关,由于环保政策的限制和市场竞争的压力,很多企业可能会选择更为简单和低成本的脱硫方式。
虽然内循环流化床烟气脱硫技术在国内外都得到了广泛的关注和研究,但在实际应用中仍然存在一些问题和挑战。
我们需要进一步加强技术研发和人才培养,同时改善投资环境和管理水平,才能更好地推动内循环流化床烟气脱硫技术在我国的发展。
2. 国家环保政策和法律法规的要求话说这环保事儿,可真是让人头疼。
ABB-NID1、ABB锅炉烟气脱硫技术ABB锅炉烟气脱硫技术简称NID,它是由旋转喷雾半干法脱硫技术基础上发展而来的。
NID的原理是:以一定细度的石灰粉(CaO)经消化增湿处理后与大倍率的循环灰混合直接喷入反应器,在反应器中与烟气二氧化硫反应生成固态的亚硫酸钙及少量硫酸钙,再经除尘器除尘,达到烟气脱硫目的。
其化学反应式如下:CaO+H2O=Ca(OH)2Ca(OH)2+SO2=CaSO3·1/2H2O+1/2H2ONID技术将反应产物,石灰和水在容器中混合在加入吸收塔。
这种工艺只有很有限的商业运行经验,并且仅运行在100MW及以下机组,属于发展中的,不完善的技术。
和CFB技术相比,其主要缺点如下:由于黏性产物的存在,混合容器中频繁的有灰沉积由于吸收塔内颗粒的表面积小,造成脱硫效率低由于吸收塔中较高的固体和气体流速,使气体固体流速差减小,而且固体和气体在吸收塔中的滞留时间短,导致在一定的脱硫效率时,钙硫比较高,总的脱硫效果差。
需要配布袋除尘器,使其有一个”后续反应”才能达到一个稍高的脱硫效率,配电除尘器则没有”后续反应”。
对于大型机组,由于烟气量较大,通常需要多个反应器,反应器的增多不便于负荷调节,调节时除尘器入口烟气压力偏差较大。
脱硫剂、工艺水以及循环灰同时进入增湿消化器,容易产生粘接现象,负荷调节比较滞后。
Wulff-RCFBWulFF的CFB技术来源于80年代后期转到Wulff 去的鲁奇公司的雇员。
而LEE 近年来开发的新技术,Wulff公司没有,因此其技术有许多弱点:电除尘器的水平进口,直接积灰和气流与灰的分布不均。
没有要求再循环系统,对锅炉负荷的变化差,并直接导致在满负荷时烟气压头损失大。
消石灰和再循环产物的加入点靠近喷水点,使脱硫产物的黏性增加。
喷嘴上部引入再循环灰将对流化动态有负面影响,导致流化床中灰分布不均,在低负荷时,流化速度降低,循环灰容易从流化床掉入进口烟道中,严重时,大量的循环灰可将喷嘴堵塞。
1、前言循环流化床燃烧是指炉膛内高速气流与所携带的稠密悬浮颗粒充分接触,同时大量高温颗粒从烟气中分离后重新送回炉膛的燃烧过程。
循环流化床锅炉的脱硫是一种炉内燃烧脱硫工艺,以石灰石为脱硫吸收剂,与石油焦中的硫份反应生成硫酸钙,达到脱硫的目的。
较低的炉床温度(850°C〜900°C),燃料适应性强,特别适合较高含硫燃料,脱硫率可达80%〜95%,使清洁燃烧成为可能。
2、循环流化床内燃烧过程石油焦颗粒在循环流化床的燃烧是流化床锅炉内所发生的最基本而又最为重要的过程。
当焦粒进入循环流化床后,一般会发生如下过程:①颗粒在高温床料内加热并干燥;②热解及挥发份燃烧;③颗粒膨胀及一级破碎;④焦粒燃烧伴随二级破碎和磨损。
符合一定粒径要求的焦粒在循环流化床锅炉内受流体动力作用,被存留在炉膛内重复循环的850C〜900C的高温床料强烈掺混和加热,然后发生燃烧。
受一次风的流化作用,炉内床料随之流化,并充斥于整个炉膛空间。
床料密度沿床高呈梯度分布,上部为稀相区,下部为密相区,中间为过渡区。
上部稀相区内的颗粒在炉膛出口,被烟气携带进入旋风分离器,较大颗粒的物料被分离下来,经回料腿及J阀重新回入炉膛继续循环燃烧,此谓外循环;细颗粒的物料随烟气离开旋风分离器,经尾部烟道换热吸受热量后,进入电除尘器除尘,然后排入烟囱,尘灰称为飞灰。
炉膛内中心区物料受一次风的流化携带,气固两相向上流动;密相区内的物料颗粒在气流作用下,沿炉膛四壁呈环形分布,并沿壁面向下流动,上升区与下降区之间存在着强烈的固体粒子横向迁移和波动卷吸,形成了循环率很高的内循环。
物料内、外循环系统增加了燃料颗粒在炉膛内的停留时间,使燃料可以反复燃烧,直至燃尽。
循环流化床锅炉内的物料参与了外循环和内循环两种循环运动,整个燃烧过程和脱硫过程就是在这两种形式的循环运动的动态过程中逐步完成的。
3、循环流化床内脱硫机理循环流化床锅炉脱硫是一种炉内燃烧脱硫工艺,以石灰石为脱硫吸收剂,石油焦和石灰石自锅炉燃烧室下部送入,一次风从布风板下部送入,二次风从燃烧室中部送入。
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。
T i -温度测点;S i -S O 2体积浓度测点;P i -压力测点;○-喷水位置图1 模拟中试试验装置系统图收稿日期:2001-10-26;修订日期:2002-03-21作者简介:李大骥(1939-),男,安徽合肥人,东南大学教授,博士生导师.文章编号:1001-2060(2002)04-0349-03循环流化床烟气脱硫多层喷水的试验研究及其产物分析李大骥,冯 斌,吴颖海,黄 震(东南大学热能工程研究所,江苏南京 210096)摘 要:在循环流化床烟气脱硫试验台上进行了多层喷水脱硫的试验研究,分析了反应发生的原理,对脱硫产物进行了电镜分析,揭示了含湿钙基脱硫剂的脱硫机理。
试验表明:多层喷水与传统的单层喷水相比,流化床内温度分布更加均匀,趋近饱和温度ΔT 值有较大降低,脱硫效率明显提高,系统运行更加稳定可靠。
质谱分析和电镜分析表明:S O 2与Ca(OH )2反应后,在脱硫剂的表面形成产物层,减缓了S O 2与脱硫剂的进一步反应。
关键词:循环流化床烟气脱硫;多层喷水;趋近饱和温度;脱硫效率;电镜分析中图分类号:X 70113 文献标识码:A1 前言循环流化床烟气脱硫是国内近年来积极开展研究的一种新型脱硫技术。
其流程简单,运行及投资费用低,占地少。
在钙硫比很低(111~112)时可以达到较高的脱硫效率(80%~85%),是一项适合中国国情的烟气脱硫技术[1]。
影响循环流化床烟气脱硫效率主要有四个因素,即钙硫比、烟气流量、S O 2的入口浓度和趋近饱和温度。
其中趋近饱和温度是影响脱硫效率的最重要因素。
本试验装置与一般循环流化床烟气脱硫工艺相比,由于采用了多层喷水技术,进一步降低了趋近饱和温度,提高了烟气脱硫效率。
2 试验装置及工艺流程图1为循环流化床烟气脱硫模拟中试试验装置系统图。
设计烟气处理量为2000m 3/h ,脱硫塔直径016m ,反应塔高度19m 。
沿反应塔不同高度位置设置了四个喷水口。