循环流化床脱硫过程及其影响因素分析
影响循环流化床炉内脱硫效率的因素及实例
影响循环流化床炉内脱硫效率的因素及实例摘要：循环流化床锅炉的燃烧属于低温燃烧（燃烧温度在850～950℃），比较大的热灰颗粒在燃烧系统内循环燃烧，携带密相区的热量，把热量传递给蒸发受热面或过热受热面。
正是由于热灰的循环和燃烧生成SO2在850～900℃的条件下极易与CaO结合为锅炉提供廉价的脱硫措施创造了条件。
关键词：循环流化床锅炉；Ca/S摩尔比；脱硫效率前言：循环流化床锅炉因其环保性能受到中小热电厂的青睐，但因影响脱硫的因素复杂，需要控制的因素较多，使用单位往往片面追求脱硫效率，导致锅炉运行和碱性灰渣处理增加成本以及热效率降低，下面根据循环流化床锅炉的特点具体分析影响脱硫效率的因素及具体计算实例。
一、影响循环流化床脱硫效率的因素1．Ca/S摩尔比的影响Ca／S摩尔比是影响脱硫效率和SO2排放的首要因素。
不加石灰石时，燃料硫约有28．5％的硫分残留于灰渣中，71．5％则以气体的形式排放出来。
采用添加石灰石进行脱硫，脱硫效率在Ca／S比低于2．5时增加很快，而继续增加Ca／S比或脱硫剂量时，脱硫效率增加很少，同时继续增加脱硫剂会增加灰渣热物理损失、增加灰渣处理成本、影响燃烧工况、富余的CaO将使N0x排放升高等。
对循环流化床而言，较为经济的Ca／S比一般在1．5～2．5之间。
2．床温的影响床温的影响主要在于改变了脱硫剂的反应速度、固体产物分布及孔隙堵塞特性，从而影响脱硫效率和脱硫剂的利用率。
从燃烧效率、CO和氮氧化物的排放上考虑，循环流化床锅炉的最佳运行温度在900℃左右，并在900℃左右达到最高的脱硫效率。
3．粒度的影响采用较小的脱硫剂粒度，脱硫效果较好，脱硫粒度越小，对NOX 的刺激作用也越小，而且对于小的脱硫粒度，脱硫温度也可以较高。
循环流化床锅炉的分离和返料系统保证了细颗粒的循环，故一般采用0～2mm，平均100～500μm的石灰石粒度。
粒度太小或者太易磨损的石灰石会增大飞灰的逃逸量，增加静电除尘器负担，并使脱硫效率下降。
循环流化床烟气脱硫影响因素研究
收稿日期 2001-03-15・大气污染防治・循环流化床烟气脱硫影响因素研究Influe nc ing Fa c to rs re s e a rch of Sm oke D e s ulfuriza tionin C ircula te d F luide d B e d杨小元 (南通市环境监测中心站 南通 226006)摘要 摸拟中试试验,研究了气体停留时间Σ,绝热饱和温差∃T ,钙硫摩尔比Ca S ,床内颗粒物浓度G s 对脱硫效率的影响。
关键词 循环流化床烟气脱硫 Σ Ca S 比 Gs ∃tAbs tra c t :M odeling p ilo t -scale experi m en t ,desu lfu rizati on efficiency w as affected by Gas reten ti on ti m e Σ,adiabaticsatu rati on temperatu re range ∃T ,mo le rati o of calcium and su lfide Ca S ,particu late concen trati on Gs.Ke y w o rds :Sm oke de sulfuriza tion in c ircula te d be d Σ C a S Gs ∃t1 前言循环流化床烟气脱硫工艺是由德国鲁奇公司于80年代后期开发的一种新的半干法技术。
此工艺流程简单,运行及投资少,且Ca S 比很低时可达到较高的脱硫效率。
2 试验装置试验装置包括高4.5m 、直径0.30m 流化床反应吸收塔、旋风分离器、给料系统、烟气发生装置和物料回送系统等。
2.1 工艺流程由液化石油燃烧器产生的烟气加入一定量的纯SO 2钢瓶气后导入反应器,使SO 2浓度达到模拟烟气浓度。
而石灰浆雾化喷入反应器后,被烟气所夹带以及流态化,液滴边蒸发边反应。
所得的固体颗粒物经旋风除尘后,再回送到反应器继续参加反应。
循环流化床炉内脱硫影响因数及脱硫组合工艺
表明， 增加 炉 内压力 可 以提 高脱硫效 率 ， 因是压 原 力 的提高 可 以提高脱 硫反 应 速度 。 当炉 内压 力从
常压增 至 ０ ５ＭＰ ． ａ时 ， 脱硫 效 率 明显 提 高 ， 佳脱 最 硫 窗 口温度 也 提 升 了 ， 这对 脱 硫 非 常 有 利 。国 内
Ｄｅ ｕ ｆ ｒ ｚ ｔｏ ｃ ｏ ｓ ａ ｄ Ｃｏ ｂ ｎ ｄ ｓ ｌｕ ｉ ａ ｉ ｎ Ｆａ ｔ ｒ ｎ ｍ ｉ ｅ Ｐｒ ｃ ｓ ｅ ｆ ＣＦＢ ｉ ｒ ｏ ｅ ｓ ｓｏ Ｂｏ ｌ ｅ
ｕ ｎ ｍｉ
（ ｈｎ ｏｇＢａ ｃ ｏ ｅ ｌ ｔ ｆ ｈ ａＡ ｕ ｉｕ ｎ ｕｔ ， ｉｏ ５ ０ ， ｈｎ ） Ｓ ａ ｄｎ ｒｎ ｈＰ ｗ ｒＰａ ｉ ｌｍ ｎ ｍ Ｉｄ ｓ ｙ Ｚｂ ５ ５ Ｃ ｉａ ｎｏＣ ｎ ｒ ２ １
是 当加 入过 多 的脱 硫 剂 时 ， 硫 效 率 增 加 得很 缓 脱
炉 内压力是 影 响脱硫 的又一 因素 。运行 结果
慢 ， 仅 浪 费 了脱硫 剂 ， 加 运 行成 本 ， 且 多余 不 增 而
的 Ｃ Ｏ又 是 生 成 Ｎ ｘ的催 化 剂 ， Ｎ ｘ排 放 量 ａ Ｏ 使 Ｏ
增加。
Ｃ Ｃ ＋ ａ ＋Ｃ 一 １ ３ｋ ／ ｌ ａ Ｏ— Ｃ ０ Ｏ， ８ Ｊ ｍｏ
到 ４０℃ 时就开 始分解 ， ０ 但对 不 同煤种 略有 差异 。
一
般 认为 ， 机 硫 首 先 分解 为 中问 产 物 （ 有 主要 是
．
Ｈ Ｓ ， 后在 遇氧 和其他 氧 化性 自由基 时逐 步 被 ）而 氧化 为 Ｓ ， Ｏ。 无机物 硫 （ ｅ 在 氧 化性 气 氛 下 ， 直 接 氧 ＦＳ） 可
影响循环流化床锅炉炉内脱硫效率的因素及控制
影响循环流化床锅炉炉内脱硫效率的因素及控制循环流化床锅炉因其具有高效、低污染和清洁燃烧等特点，在国内外得到迅速推广。
文章简述了循环流化床锅炉的脱硫原理；结合在我公司蒸汽锅炉运行实践，从Ca/S摩尔比、床温、脱硫剂粒度、循环倍率等方面分析了影響该循环流化床炉脱硫效率的主要因素及其控制方法。
标签：循环流化床锅炉；脱硫；效率前言循环流化床锅炉由于其具有燃料适应性广、燃烧效率高、污染物排放低、炉膛单位截面积热负荷高、负荷调节范围大、调节速度快等特点，目前已在全世界范围内被广泛的应用，且具有炉内脱硫脱硝功能，以低成本实现低污染排放。
循环流化床锅炉燃烧温度是适合以石灰石作为脱硫剂的脱硫反应的最佳温度区段。
在燃烧时向炉内加入适量的石灰石。
能得到90%-97%以上的脱硫率；同时，较低的燃烧温度以及燃烧空气分级送人炉膛，能有效地控制NOX排放。
本文根据山西潞安煤基合成油有限公司CIRCOFLUID型150t/h循环流化床锅炉炉内脱硫运行实际情况，对影响循环流化床锅炉炉内脱硫效率的因素进行了分析。
1 循环流化床锅炉燃烧机理循环流化床锅炉炉内流化风速较高（一般为4～8m/s），在炉膛出口加装了气固物料分离器。
循环流化床锅炉燃烧所需的一次风和二次风分别从炉膛的底部和侧墙送入，燃料的燃烧主要在炉膛中完成，炉膛四周布置有水冷壁用于吸收燃烧所产生的部分热量。
由气流带出炉膛的固体物料在气固分离装置中被收集并通过返料装置送回炉膛。
床上大的颗粒被一次风吹起来，处在悬浮状态，这部分具有流体的性质，小的颗粒被吹走，气流带出炉膛的固体物料在气固分离装置中被收集并通过返料装置送回炉膛，这部分成了循环燃烧。
2 循环流化床锅炉的脱硫机理循环流化床锅炉的脱硫采用炉内燃烧室添加石灰的方式实现，其机理和操作过程都相对简单，适用于低硫煤燃烧过程中的脱硫。
循环流化床锅炉炉内脱硫最常使用的脱硫剂是石灰石粉，循环流化床锅炉工作温度为830-900℃，在此温度下石灰石颗粒受热发生化学变化分解为氧化钙，氧化钙与炉膛内煤中馏分燃烧产生的二氧化硫进行盐化反应生成硫酸钙，最终硫酸钙以固体形式与炉渣一起排出实现锅炉烟气脱硫的目的。
浅析循环流化床锅炉脱硫
浅析循环流化床锅炉脱硫摘要:本文介绍了循环流化床锅炉SO2产生过程及其特性，重点阐述了CFB 脱硫方法及原理，分析了影响脱硫效率的各种因素。
提出了有效降低CFB排放SO2浓度的措施等，对CFB的运行和管理有一定的指导作用。
关键词：CFB；脱硫一、概况随着我国工业产业迅猛发展，环境污染显得更加突出。
尽管快速发展的工业使人民的生活水平大幅度的提高，但环境污染也给人类带来了较大的危害。
大气中的SO2主要来源于火力发电厂燃煤锅炉和工业锅炉排放的烟气。
近年来CFB 作为一种环保型锅炉在工业生产中被广泛应用。
因此掌握好CFB中SO2的产生过程，对我们有效控制、降低SO2的排放浓度和采取合适的脱硫方法是非常必要的。
二、SO2的化学特征及其危害性SO2是目前大气污染物中含量较大、影响面较广的一种气态污染物。
它是无色气体或液体，有毒，具有窒息性特臭,空气中最高容许浓度为15mm /m3。
SO2能溶于水，乙醇,与水及水蒸气作用生成有毒及腐蚀性蒸气。
SO2遇到水会形成酸雨，酸雨对水生生态系统、农业生态系统、建筑物和材料都有危害性。
还会引起光化学烟雾现象，使慢性病加剧、使呼吸系统及心脏系统疾病恶化，改变肺功能及结构、影响生殖能力、改变人体的免疫结构等。
三、CFB中SO2的产生及脱硫原理(一)燃烧过程中SO2的产生煤中的硫由有机硫和无机硫构成，可燃硫燃烧生成SO2。
许多学者对煤的程序化燃烧进行了研究，不同实验环境和不同煤种的条件下，煤中不同形态硫燃的燃点不同。
床温控制在850℃-950℃时，使煤中硫份能够充分燃烧，所以CFB煤中硫的转化率很高。
（二）循环流化床锅炉脱硫原理1、炉内喷钙脱硫原理CFB炉内脱硫是在燃烧过程中在炉内加入脱硫剂，常用的脱硫剂是石灰石。
将石灰石粉用压缩空气喷射到炉内最佳温度区，并使脱硫剂石灰石与烟气有良好的接触和反应时间，石灰石受热分解成CaO和CO2，再与烟气中SO2反应生成CaSO3和CaSO4，最终被氧化成CaCO3。
哪些因素会影响循环流化床锅炉脱硫脱硝效果？
我国大气污染以煤烟型大气污染为主，其主要污染物为烟尘和二氧化硫，大气中二氧化硫的87%来自于煤的燃烧。
近日，国家能源委员会会议明确提出宜煤则煤、推动煤炭清洁高效利用的观点。
在政策的强力引导下，环保型的循环流化床锅炉或将迎来新的发展机遇。
循环流化床锅炉采用流态化燃烧，具有燃料适应性广、环保性能优异、负荷调节范围广、灰渣易于综合利用等优点。
循环流化床锅炉主要包括燃烧设备、物料循环系统、燃煤制备系统、风烟系统和除渣、除灰系统几大部分。
循环流化床锅炉脱硫燃烧技术是一种经济有效的清洁的燃烧技术，接下来我们一起了解下循环流化床锅炉脱硫脱硝效果具体受哪些因素影响。
循环流化床锅炉脱硫工艺的特点是反应在气、固、液三相中进行，循环流化床锅炉脱硫利用烟气显热蒸发水分，最终产物为干粉态，一般与布袋除尘器结合使用。
循环流化床锅炉脱硫技术具有系统简单、初投资和运行费用低、占地面积小、脱硫产物为干态、易于处理等优点，得到了一定的应用，主要的缺点是脱硫率低，吸收剂利用率低。
循环流化床锅炉脱硫效率受到许多因素影响，如脱硫剂的种类粒径、床深气流速度、床温（燃烧温度)、Ca/S等，其中在选定脱硫剂的条件下主要的影响因素有床温、Ca/S等。
1.钙硫比脱硫剂所含钙与煤中硫之摩尔比称为钙硫比（Ca/S）。
在影响脱硫效率的所有参数中，Ca/S影响最大。
各种循环流化床锅炉Ca/S（c）对脱硫率（R）的影响不同,但可用一经验式近似表达：其中m是其他主要性能参：床深、流化速度、脱硫剂颗粒尺寸脱硫剂种类床温和运行压力等的函数，但对固定型号的循环流化床锅炉来讲，m更多地受床温和脱硫剂性能的影响。
国内有关石灰石脱硫特性的研究试验结果，表明在给定的炉型和石灰石粒度运行床温等条件下，随钙硫化的增加其脱硫效率不断提高，且呈现负指数规律增长。
2. 床温循环流化床锅炉的燃烧温度一般控制在800℃~950℃之间。
燃烧温度对脱硫效率的影响也比较大，对于循环流化床锅炉来说存在一个适宜脱硫温度区，大约在800℃~900℃。
循环流化床脱硫效率影响因素浅谈.
循环流化床脱硫效率影响因素浅谈1、引言我国已经成为世界三大酸雨区之一，且我国的酸雨主要为硫酸型的。
分析其主要原因是煤的不洁净燃烧所造成。
控制和减少火电厂SO2的排放对于改善我国目前严峻的环境问题和实现电力行业的持续发展意义重大。
我国目前火电厂燃煤中，优质低硫煤少，而高硫煤所占比重较大。
所以，必须对电厂燃煤烟气中的SO2排放严格控制。
烟气脱硫就显得尤为重要，烟气脱硫常用的方法有干法、半干法、湿法等。
循环流化床烟气脱硫属于半干法脱硫，以消石灰（Ca(OH)2）为脱硫剂。
山西长治漳山发电公司2×300MW机组采用此法，效果良好。
2、循环流化床烟气脱硫系统的基本流程及脱硫原理漳山发电公司循环流化床脱硫与电除尘器相结合，其基本工艺流程如图2-1所示。
烟气先进入预除尘器，预除尘器的作用是除去烟气中的大颗粒粉煤灰，收尘效率设计为85%左右。
经预除尘的烟气进入脱硫塔，在位置2处喷入脱硫剂即消石灰，在位置1处进行喷水降温、增湿。
烟气中的硫氧化物在脱硫塔内上升过程中与消石灰反应生成CaSO3和CaSO4，从而达到脱硫的目的。
漳山发电公司的后除尘器共有四级即四个电场，其中一二电场共用一个灰斗，三电场和四电场各有一个灰斗。
由于喷入脱硫塔的消石灰不可能完全反应。
所以，一二电场将粉煤灰与消石灰的混合物回收参与再循环，通过回料斜槽的气动调阀控制回灰量的大小，三电场在一二电场灰量不足时也会参与循环以维持脱硫塔内的差压。
四电场回收的灰中消石灰很少且活性低，所以将灰全部输走。
后除尘器的收尘效率设计为99.9%，后除尘器出来的烟气经过烟囱排入大气。
半干法脱硫的基本原理是SO2和SO3与Ca(OH)2的化学反应，即：Ca(OH)2 + SO2 → CaSO3+ H2O (2-1)Ca(OH)2 + SO3 → CaSO4 + H2O (2-2)其中，烟气中的硫氧化物以SO2为主，所以反应以2-1为主。
3、脱硫效率影响因素如何让喷入的消石灰更加充分的与烟气中的硫氧化物反应，怎么样提高脱硫效率？这是我们要考虑的主要问题。
循环流化床锅炉炉内脱硫原理与因素浅析
循 环流 化床 锅炉 运行 实践 表 明 ，随着 炉 内 Ｃ ａ ／ Ｓ 摩 尔 比小 于 ２ ． ５ 范 围 内，脱 硫 效 率 随
１ ４— —
流化 床燃 烧直 接脱 硫 是 由于 其燃 烧特 性所 添加 石灰 石量 的增 加 ，脱 硫 效率 逐渐 提高 ，在
Ｃ ａ ／ Ｓ摩 尔 比增 加提高 很快 ，当继续增 加 Ｃ ａ ／ Ｓ 价 格造 成锅 炉 运行 成本 增 加等 。所 以 ，我 们在
含 硫量从低 于 １ ％ 到高 达 ｌ ０ ％ 的范 围内变 化 ， 我 国大 多数 煤 的含 硫 量 介 于 ２ ％，这些 燃 料 燃 氧化 硫 的形 式释 放 出来 ，成 为 大 气 中 的 污 染
３ ．脱硫影 响因素
影 响脱硫 的因素 包括 床温 ，钙硫 比，床 深
（ １ ） 床 温
（ ２ ） 钙硫 比 （ Ｃ ａ ／ Ｓ）
Ｃａ Ｏ＋Ｓ Ｏ２ ＋ｌ ／ ２ ０２ ＝ＣＡ Ｓ Ｏ４
Ｃａ Ｃ０３ ＋８ ０２ ： Ｃａ ＳＯ３ ＋ Ｃ０２
Ｃａ ＣＯ３ ＋ Ｓ Ｏ２ ＋１ ／ ２ ０２ ＝ Ｃａ Ｓ Ｏ４ ＋ Ｃ０２
（ ２ ） 脱 硫特点 确定 的 ，其脱硫 特点如 下 ：
摩 尔 比时 ，脱硫 效率 增 加速 度 会 明显 减慢 。而 设 计锅炉 时 ，设置 合理 、经济 的 Ｃ ａ ／ Ｓ 摩 尔 比 且 ，Ｃ ａ ／ Ｓ 摩 尔 比过 高 还会 带 来 一些 副 作 用 ，
为 ２～ ２ ． ５ 。图 ３为 Ｃ ａ ／ Ｓ摩 尔 比与脱硫 效率
的关系 。
吸 附剂 的硫酸 盐化 率直 接 与颗 粒单 位表 面 积 有 关 。对 于球 形 颗粒 ，盐 化率 与颗 粒 直径 成 反 比。增大 颗 粒 尺寸 有 可 能起 到 与 减少 Ｃ ａ ／ Ｓ 实际上仍 存在复 杂的 关系 。 ４ ．结 束语
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循环流化床脱硫过程及其影响因素分析
摘要:本文对循环流化床脱硫过程进行了分析,得出影响循环流化床脱硫反应的影响因素有床层温度、脱硫剂粒度和反应活性、颗粒物浓度、钙硫摩尔比四个方面,并提出了解决问题的几点建议。
关键词:循环流化床脱硫影响因素
烟气循环流化床脱硫(CFB-FGD)工艺是20世纪80年代德国鲁奇(Lurgi)公司开发的一种新型半干法脱硫工艺。
目前烟气循环流化床脱硫工艺已经达到工业应用水平的主要有以下几种工艺流程:德国Lurgi 公司开发的典型烟气循环流化床脱硫工艺(CFB);德国Wulff公司开发的烟气回流式循环流化床脱硫工艺(RCFB);丹麦L.F.Smith公司开发的气体悬浮吸收烟气脱硫工艺(GSA)等。
1 技术特点
此工艺以循环流化床原理为基础,通过吸收剂的多次再循环,延长吸收剂与烟气的接触时间,大大提高了吸收剂的利用率。
它不但具有干法脱硫工艺的许多优点,如流程简单、占地少、投资小以及副产品可以综合利用等优点,而且能在较低的钙硫比(Ca/S=1.2-1.35)情况下脱硫效率达85%。
烟气循环流化床脱硫工艺结构简单,设备布置紧凑而且可以利用现有的设备如烟囱、除尘器等,占地仅为湿法工艺的30%～40%,在场地紧缺时,烟气循环流化床脱硫工艺是可供选用的有效脱硫方案。
2 化学过程
循环流化床脱硫塔内进行的化学反应非常复杂,长期以来研究人员从不同角度进行了多方面的探索。
3 影响脱硫的主要因素
影响循环流化床脱硫效率的主要因素有床层温度、颗粒物浓度、钙硫比、脱硫剂粒度和反应活性。
(1)床层温度对脱硫效率的影响。
一般来说温度升高有助于提高化学反应速度。
但是经过实验研究发现:在循环流化床烟气脱硫工艺中,绝热饱和温差决定了脱硫效率。
指脱硫塔出口烟气温度与相同状态下的烟气绝热饱和温度之差。
烟气温度越低(也就是越小),脱硫效率越高,这正与我们的直觉相反。
这是由于在很大程度上决定了浆液滴的蒸发干燥特性和脱硫反应特性。
一方面,降低时,使浆滴液相蒸发趋于缓慢。
与脱硫剂的反应时间增大,使得二者的化学反应过程更充分。
另一方面,过低又会引起烟气结露,对反应塔的腐蚀增强,从而增加设备的初始投资成本和运行维护费用。
(2)脱硫剂粒度和反应活性。
循环流化床脱硫中,脱硫剂可以是消石灰也可以是生石灰粉。
一
般说来,使用消石灰,多喷入浆液。
使用生石灰,多数喷入干粉。
对于生石灰粉,比表面积和反应活性直接影响到装置的脱硫效率和钙硫比。
通常要求,含量大于80％,粒度小于2毫米;活性指标比较严格,要求达到小于4 min。
(3)颗粒物浓度。
在反应塔中飞灰、粉尘和脱硫剂在高浓度下接触反应是流化床具有较高脱硫效率的重要原因。
通常浓度可达0.5～2.0kg/m3,是一般反应塔的50～100倍。
这主要由于塔内强烈的湍流状态和较高的颗粒循环倍率增加了接触面积,颗粒之间的碰撞使得反应产物亚硫酸钙不断磨损脱落,避免了脱硫剂表面被堵塞,从而不会影响物质的传质过程和脱硫剂活性的下降。
(4)钙硫摩尔比。
对脱硫效率的影响被许多研究者验证,由图2可见,脱硫效率随着的增加而增加。
但当增加到一定值时,脱硫效率的增加趋于平缓。
也就是当钙硫比达到一定值后,脱硫剂使用效率下降。
在实际运行中,由于固体颗粒物的多次循环,脱硫塔内实际的远大于进料时的,从而使脱硫装置在较低的进料条件下,维持较高的脱硫效率。
参考文献
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