摘要：回流式循環(huán)流化床脫硫?qū)侔敫煞摿蚣夹g(shù)，由于其初期投資小，脫硫劑價(jià)格低廉等因素被廣泛應(yīng)用于中小型機(jī)組的煙氣脫硫中(煙氣量小于1200Nm3/h)。但是，如何提高脫硫效率成為人們關(guān)注的問(wèn)題。本文結(jié)合漳山發(fā)電公司的應(yīng)用實(shí)例從溫度、 濕度、 循環(huán)倍率以及鈣硫比幾個(gè)方面作了簡(jiǎn)要分析。

1、引言

我國(guó)已經(jīng)成為世界三大酸雨區(qū)之一，且我國(guó)的酸雨主要為硫酸型的。分析其主要原因是煤的不潔凈燃燒所造成�？刂坪蜏p少火電廠SO2的排放對(duì)于改善我國(guó)目前嚴(yán)峻的環(huán)境問(wèn)題和實(shí)現(xiàn)電力行業(yè)的持續(xù)發(fā)展意義重大。我國(guó)目前火電廠燃煤中，優(yōu)質(zhì)低硫煤少，而高硫煤所占比重較大。所以，必須對(duì)電廠燃煤煙氣中的SO2排放嚴(yán)格控制。煙氣脫硫就顯得尤為重要，煙氣脫硫常用的方法有干法、半干法、濕法等。

循環(huán)流化床煙氣脫硫?qū)儆诎敫煞摿�，以消石灰（Ca(OH)2）為脫硫劑。山西長(zhǎng)治漳山發(fā)電公司2×300MW機(jī)組采用此法，效果良好。

2、循環(huán)流化床煙氣脫硫系統(tǒng)的基本流程及脫硫原理

漳山發(fā)電公司循環(huán)流化床脫硫與電除塵器相結(jié)合，其基本工藝流程如圖2-1所示。

煙氣先進(jìn)入預(yù)除塵器，預(yù)除塵器的作用是除去煙氣中的大顆粒粉煤灰，收塵效率設(shè)計(jì)為85%左右。經(jīng)預(yù)除塵的煙氣進(jìn)入脫硫塔，在位置2處噴入脫硫劑即消石灰，在位置1處進(jìn)行噴水降溫、增濕。煙氣中的硫氧化物在脫硫塔內(nèi)上升過(guò)程中與消石灰反應(yīng)生成CaSO3和CaSO4，從而達(dá)到脫硫的目的。漳山發(fā)電公司的后除塵器共有四級(jí)即四個(gè)電場(chǎng)，其中一二電場(chǎng)共用一個(gè)灰斗，三電場(chǎng)和四電場(chǎng)各有一個(gè)灰斗。由于噴入脫硫塔的消石灰不可能完全反應(yīng)。所以，一二電場(chǎng)將粉煤灰與消石灰的混合物回收參與再循環(huán)，通過(guò)回料斜槽的氣動(dòng)調(diào)閥控制回灰量的大小，三電場(chǎng)在一二電場(chǎng)灰量不足時(shí)也會(huì)參與循環(huán)以維持脫硫塔內(nèi)的差壓。四電場(chǎng)回收的灰中消石灰很少且活性低，所以將灰全部輸走。后除塵器的收塵效率設(shè)計(jì)為99.9%，后除塵器出來(lái)的煙氣經(jīng)過(guò)煙囪排入大氣。

半干法脫硫的基本原理是SO2和SO3與Ca(OH)2的化學(xué)反應(yīng)，即：

Ca(OH)2 + SO2 → CaSO3+ H2O (2-1)
Ca(OH)2 + SO3 → CaSO4 + H2O (2-2)

其中，煙氣中的硫氧化物以SO2為主，所以反應(yīng)以2-1為主。

3、脫硫效率影響因素

如何讓噴入的消石灰更加充分的與煙氣中的硫氧化物反應(yīng)，怎么樣提高脫硫效率？這是我們要考慮的主要問(wèn)題。一般情況下，其影響因素主要有溫度、濕度、循環(huán)倍率、鈣硫比等。下面我們結(jié)合漳山發(fā)電公司的實(shí)際應(yīng)用作以簡(jiǎn)要分析。

3.1溫度對(duì)脫硫效率的影響

溫度是對(duì)脫硫效率影響最明顯的一個(gè)因素，也最容易控制。

消石灰Ca(OH)2與二氧化硫SO2的反應(yīng)是放熱反應(yīng)，溫度高不利于反應(yīng)的正向進(jìn)行。如圖3-1為漳山發(fā)電公司脫硫投運(yùn)后的脫硫塔內(nèi)的溫度與脫硫率的關(guān)系曲線。

由圖3-1可以看出，在煙氣量，煙氣中的二氧化硫SO2以及噴入脫硫塔內(nèi)的消石灰等基本恒定的前提下，溫度越低，脫硫率越高。所以，為了提高脫硫率我們應(yīng)該盡可能降低溫度。漳山發(fā)電公司根據(jù)本公司的實(shí)際情況，考慮到亞硫酸的露點(diǎn)溫度在50~55℃之間，為了盡可能避免酸腐蝕保證設(shè)備的安全運(yùn)行，將溫度設(shè)定在70~75℃之間。這樣既可以保證設(shè)備的安全，又可以有較高的脫硫率。

3.2濕度對(duì)脫硫效率的影響

濕度是影響脫硫效率的另一個(gè)重要因素。在其他條件不變的情況下，脫硫效率隨著濕度的增大而增大。但是，當(dāng)濕度增大到一定值以后，脫硫率幾乎不再隨著濕度的增大而變化。濕度與脫硫率的關(guān)系如圖3-2所示。

之所以會(huì)出現(xiàn)如圖所示的曲線，那是因?yàn)�，�?dāng)脫硫塔內(nèi)濕度增大，消石灰表面會(huì)形成一層水膜，這樣SO2氣體更容易透過(guò)水膜與消石灰反應(yīng)，原來(lái)的氣固間反應(yīng)變成了液相離子間反應(yīng)。這樣反應(yīng)速率會(huì)很快，同時(shí)消石灰在一定時(shí)間內(nèi)吸收SO2的能力也會(huì)增加。但是，當(dāng)濕度到一定值再增大時(shí)，脫硫率卻不再增大。那是因?yàn)�，消石灰表面水膜厚度太大時(shí)SO2進(jìn)入水膜的阻力會(huì)加大。

同時(shí)，濕度太大時(shí)，煙氣中的灰太濕不利于灰的收集輸送。并且，由于漳山發(fā)電公司用電除塵，灰太濕容易粘結(jié)在極板極線上造成電場(chǎng)短路�？紤]到這些，通常將濕度控制在3.5%～5%之間。

3.3 鈣硫比對(duì)脫硫效率的影響

鈣硫比與脫硫率的關(guān)系基本如圖3-3所示。

鈣硫比實(shí)際上是參與控制噴入消石灰量的一個(gè)參數(shù)。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，即煙氣中有1mol的硫，則噴入1.3mol的消石灰（假設(shè)鈣硫比為1.3）。﹥鈣硫比的確定還與消石灰的品質(zhì)有關(guān)，當(dāng)消石灰的純度90%時(shí)，漳山發(fā)電公司將鈣硫比控制在1.3左右。

3.4 循環(huán)倍率對(duì)脫硫效率的影響

噴入脫硫塔內(nèi)的消石灰不可能一次充分利用，這就需要將沒(méi)有反應(yīng)的消石灰回收回來(lái)再循環(huán)以提高消石灰利用率。但并不是循環(huán)倍率越高越好，實(shí)際上當(dāng)循環(huán)倍率達(dá)到一定值時(shí)再循環(huán)是沒(méi)有意義的。循環(huán)倍率根據(jù)實(shí)際情況的不同而有所不同，通常在100~150倍之間。

當(dāng)回收回來(lái)的煙氣與未反應(yīng)的消石灰混合物回流到吸收塔內(nèi)時(shí)，使得脫硫塔內(nèi)混合物濃度達(dá)到800~1000g/Nm3。高濃度煙氣與消石灰的混合物在脫硫塔內(nèi)上升過(guò)程中形成湍流，使得小顆粒物質(zhì)相互碰撞的幾率增大，它們之間的相互摩擦碰撞就使得消石灰顆粒表面已經(jīng)與二氧化硫反應(yīng)的部分脫落。新露出來(lái)的消石灰表面又可以繼續(xù)與二氧化硫反應(yīng)，這樣就既可以提高消石灰的利用率又可以提高脫硫率。

4、 結(jié)論

對(duì)于循環(huán)流化床煙氣脫硫效率的影響因素還有煙氣流速和消石灰品質(zhì)等，煙氣流速快則SO2與Ca(OH)2接觸時(shí)間短不利于脫硫。本文主要從溫度、濕度、循環(huán)倍率、鈣硫比四個(gè)方面作了簡(jiǎn)要分析。只要能協(xié)調(diào)好這幾方面因素的影響，就能在節(jié)省脫硫劑的基礎(chǔ)上提高脫硫率。

參考文獻(xiàn)：

[1]趙毅 馬雙忱 黃建軍等. 煙氣循環(huán)流化床同時(shí)脫硫脫氮實(shí)驗(yàn)研究. 中國(guó)電機(jī), 2005(1)
[2]吳穎海 馮斌 黃震等. 循環(huán)流化床煙氣脫硫的實(shí)驗(yàn)研究及其數(shù)學(xué)模型. 熱能與動(dòng)力工程, 1999(4)
[3]李朝杰. 燃煤電廠脫硫工藝的比較及選擇. 貴州電力技術(shù), 2004(12)
[4]李曉敏. 回流式循環(huán)流化床煙氣脫硫技術(shù)及其運(yùn)行實(shí)例. 電力環(huán)境保護(hù), 2004(9)
[5]馬雙忱 趙毅 李偉. 煙氣循環(huán)流化床數(shù)學(xué)模型及應(yīng)用. 中國(guó)電機(jī), 2004(10)
[6]李永華 馮兆興 董建勛等. 排煙循環(huán)流化床脫硫試驗(yàn)研究. 中國(guó)電力, 2004(12)

  使用微信“掃一掃”功能添加“谷騰環(huán)保網(wǎng)”