摘要: 國家對(duì)節(jié)能減排要求日益提高，火電廠流化床機(jī)組建設(shè)項(xiàng)目不斷增多。文章介紹了南昌電廠循環(huán)流化床干法脫硫的主要設(shè)計(jì)參數(shù)及工藝流程，對(duì)運(yùn)行過程中影響脫硫效率的因素進(jìn)行分析并提出相應(yīng)對(duì)策。

關(guān)鍵詞：循環(huán)流化床,煙氣脫硫,應(yīng)用

1 概況

煙氣脫硫技術(shù)按脫硫產(chǎn)物的干濕形態(tài)， 可以分為濕法、半干法、干法工藝，循環(huán)流化床煙氣脫硫?qū)儆诟煞摿蚬に嚕?較多運(yùn)用于國內(nèi)小機(jī)組的煙氣脫硫改造項(xiàng)目中。

南昌發(fā)電廠裝機(jī)容量2×125 MW，配2 臺(tái)420 t/h 燃煤鍋爐，采用循環(huán)流化床干法脫硫工藝、一爐一塔脫硫裝置， 煙氣尾部安裝布袋除塵器。該裝置于 2007 年7 月完成系統(tǒng)調(diào)試，8 月進(jìn)入試運(yùn)行，脫硫效率達(dá)到85%以上,煙塵出口濃度小于50 mg/Nm3，目前該脫硫裝置運(yùn)行穩(wěn)定。

2 工藝流程

循環(huán)流化床脫硫工藝采用干態(tài)的消石灰作為吸收劑， 通過二氧化硫與粉狀消石灰氫氧化鈣在 Turbosorp 反應(yīng)器內(nèi)發(fā)生反應(yīng)，去除煙氣中的SO2，通過吸收劑的多次再循環(huán)， 延長(zhǎng)吸收劑與煙氣的接觸時(shí)間，提高煙氣脫硫效率。

鍋爐爐膛燃燒后的煙氣通過空氣預(yù)熱器出口，進(jìn)入靜電除塵器ESP 預(yù)除塵。經(jīng)過靜電除塵預(yù)除塵之后， 煙氣從鍋爐引風(fēng)機(jī)后的主煙道上引出從底部進(jìn)入Turbo 反應(yīng)器并從上部離開。煙氣和氫氧化鈣以及返回產(chǎn)品氣流，在通過反應(yīng)器下部文丘里管時(shí), 受到氣流的加速而懸浮起來,形成流化床,煙氣和顆粒之間不斷摩擦、碰撞,強(qiáng)化了氣固之間的傳熱、傳質(zhì)反應(yīng)。通過向反應(yīng)器內(nèi)噴水,使煙氣溫度冷卻并控制在70 ℃左右， 達(dá)到最佳的反應(yīng)溫度與脫硫效率。與煙氣接觸發(fā)生化學(xué)反應(yīng)剩下的煙塵和煙氣一起離開反應(yīng)器并進(jìn)入下游的布袋除塵器。經(jīng)過布袋除塵器凈化后的煙氣經(jīng)增壓風(fēng)機(jī)和出口擋板門后排入 210 m 高度煙囪。工藝流程見圖1 所示。

3 設(shè)計(jì)參數(shù)

3.1 煤質(zhì)分析

南昌電廠燃用煤種較多，礦點(diǎn)主要分布在萍鄉(xiāng)、豐城、高安一帶。表1 為2×125MW 機(jī)組設(shè)計(jì)燃用煤種的煤質(zhì)分析結(jié)果。

3.2 設(shè)計(jì)煙氣參數(shù)

煙氣主要參數(shù)見表2。

3.3 生石灰參數(shù)

石灰成分見表3。

4 影響脫硫效率的因素及對(duì)策

4.1 反應(yīng)溫度

運(yùn)行過程中反應(yīng)塔的溫度變化對(duì)脫硫效率的影響較大，反應(yīng)塔煙氣溫度越低,脫硫效率越高。控制脫硫反應(yīng)溫度是通過向反應(yīng)塔內(nèi)噴入工藝水來調(diào)節(jié)的。通過調(diào)節(jié)高壓回流噴嘴回流水量的大小來控制噴入反應(yīng)塔內(nèi)的工藝水量，從而控制反應(yīng)塔的溫度。噴入的霧化水量多少, 由反應(yīng)塔出口煙溫與煙氣飽和溫度的差值ΔT 來決定。干法煙氣脫硫后的煙氣飽和溫度在50 ℃左右,ΔT 一般控制在20～30 ℃,即運(yùn)行過程中反應(yīng)塔出口煙溫一般控制在70～80 ℃。圖2 為南昌發(fā)電廠2007 年6 月13 日進(jìn)行性能優(yōu)化試驗(yàn)時(shí)所做的吸收塔反應(yīng)溫度對(duì)脫硫效率的影響曲線，從DCS 顯示屏上的截圖可以看到,當(dāng)反應(yīng)塔出口煙氣溫度達(dá)到79.36 ℃時(shí),脫硫效率達(dá)到最高值 94.82%。在20：00 時(shí)停止向反應(yīng)塔噴水，反應(yīng)塔出口煙氣溫度上升，脫硫效率陡然下降，在20：04 分時(shí)向反應(yīng)塔噴水，反應(yīng)塔出口煙氣溫度下降，脫硫效率逐漸上升。

雖然吸收塔出口煙氣溫度越低, 脫硫效率越高, 但是反應(yīng)溫度越低， 塔內(nèi)固體顆粒物粘壁的可能性越大,嚴(yán)重時(shí)會(huì)發(fā)生顆粒物結(jié)塊的現(xiàn)象。結(jié)塊后的物料破壞了塔內(nèi)流化床的穩(wěn)定性, 導(dǎo)致反應(yīng)塔積灰堵塞。因此,實(shí)際運(yùn)行過程中根據(jù)所需要達(dá)到的脫硫效率和使用的吸收劑品質(zhì)來控制反應(yīng)溫度，不可一味地通過降低反應(yīng)溫度來提高脫硫效率。

4.2 流化床床壓

與傳統(tǒng)的濕法脫硫工藝不同，循環(huán)流化床反應(yīng)塔內(nèi)流場(chǎng)的穩(wěn)定性和均勻性直按影響脫硫效率和設(shè)備的穩(wěn)定性。若流化床床料壓降太小,煙氣和吸收劑顆粒接觸不充分,脫硫效率難以保證；流化床床料壓降太大,則易發(fā)生“塌床”現(xiàn)象。因此，建立穩(wěn)定的流化床床壓是保證循環(huán)流化床脫硫效率和運(yùn)行穩(wěn)定的關(guān)鍵。運(yùn)行時(shí)將床料壓降設(shè)定為600 Pa。由于氣化斜槽回料量不穩(wěn), 反應(yīng)塔內(nèi)流化床床壓會(huì)在500～ 800 Pa 之間波動(dòng),在這個(gè)范圍內(nèi),系統(tǒng)能穩(wěn)定運(yùn)行,脫硫效率能穩(wěn)定在85%以上。當(dāng)鍋爐在低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)（低于70%），通過調(diào)節(jié)再循環(huán)煙道擋板門開度來增加煙氣流量，保證流化床床壓和系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

5 結(jié)束語

循環(huán)流化床脫硫工藝具有投資少、占地面積小、脫硫副產(chǎn)品少，無廢水排放，無二次污染等優(yōu)勢(shì)，比較適用于現(xiàn)有小機(jī)組的脫硫改造工程。目前該脫硫裝置在南昌電廠已連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行1 年時(shí)間， 該裝置在南昌電廠的成功應(yīng)用也為國內(nèi)其它同類型機(jī)組選擇脫硫工藝提供了充分的借鑒作用。在今后的運(yùn)行過程中，將繼續(xù)掌握干法脫硫運(yùn)行特點(diǎn)，保證脫硫設(shè)備的長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行,為保護(hù)環(huán)境、節(jié)能減排做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。

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