電石渣在電廠煙氣脫硫工藝中的應(yīng)用論文答辯日期2006年6月8日THEDESULFURIZATIONPROCESSWITHCARBIDESLAGINCFBBOILERBYZHUQINGQINGBELANZHOUUNIVERSITYOFTECHNOLOGY2002ATHESISSUBMITTEDINPARTIALSATISFACTIONOFTHEREQUIREMENTSFORTHEDEGREEOFMASTEROFSCIENCEINENVIRONMENTALENGINEERINGINTHEGRADUATESCHOOLOFLANZHOUUNIVERSITYOFTECHNOLOGYSUPERVISORPROFESSORLIUZHENQUANPROFESSORKONGXIUQMMAY,2006III蘭州理工大學(xué)學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨立進行研究所取得的研究成果。除了文中特別加以標注引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。對本文的研究做出重要貢獻的個人和集體，均已在文中以明確方式標明。本人完全意識到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。作者簽名日期年月日學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國家有關(guān)部門或機構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)蘭州理工大學(xué)可以將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。本學(xué)位論文屬于1、保密口，在_年解密后適用本授權(quán)書。2、不保密貳請在以上相應(yīng)方框內(nèi)打“J“作者簽名導(dǎo)師簽名41K那研日期加奔月矛日日期為諾年了月于日目錄摘要。二，ABSTRACT。，11目錄，二，二，III第一章緒論111大氣SO,污染的危害。二，1111對人體健康的危害，。，。，1112對植物的危害，1113對生態(tài)的影響，212大氣SOZ污染的原因。，213國內(nèi)外煙氣脫硫技術(shù)研究和應(yīng)用現(xiàn)狀，3131國外煙氣技術(shù)的應(yīng)用情況，3132國內(nèi)煙氣技術(shù)的應(yīng)用情況，。，4133國內(nèi)外技術(shù)差距，。，4134排放標準，二414課題的來源，。，515研究內(nèi)容和要求，5151研究內(nèi)容，。，5152要求，6第2章燃煤脫硫技術(shù)，。，二，二721燃燒前脫硫技術(shù)，。，。，。，二，二，二，7211煤炭物理脫硫技術(shù)，7212煤炭化學(xué)脫硫技術(shù)。，。7213煤炭生物脫硫技術(shù)，二，。，822燃燒中脫硫技術(shù)，9221石灰石直接噴射法，二，9222爐內(nèi)注入石灰并活化CAO法。，二10223爐內(nèi)噴鈣和CAO活化法L工FAC11224型煤固硫法，。，二，112241工業(yè)固硫型煤，112242自成型型煤二，二，14225循環(huán)流化床燃燒脫硫技術(shù)，1623燃燒后脫硫技術(shù)，。，17231濕法煙氣脫硫技術(shù)，。，二，20232半干法煙氣脫硫技術(shù)，21233干法煙氣脫硫技術(shù)，2124煤轉(zhuǎn)化中脫硫技術(shù)二，22241煤氣化技術(shù)，二，221/123232525272728343939404546494849494950505151515253535353545456585963，242煤液化技術(shù)，二，243水煤漿技術(shù)二，。，第3章山東恒通化工股份有限公司電石渣脫硫工業(yè)試驗31山東恒通化工股份有限公司循環(huán)流化床CFB鍋爐特點32SOX的生成機理，33脫硫劑及脫硫工藝的選擇，。331石灰石摻燒爐內(nèi)脫硫。，332CFB電石渣爐內(nèi)脫硫，二34電石渣脫硫方案，341方案一爐內(nèi)摻燒，342方案二脫硫塔脫硫，35方案實施，36試驗結(jié)果，37影響CFB燃燒過程中脫硫的其它因素討論，371流化速度和床層高度的影響，372床溫對脫硫率的影響二，二。373煤種含硫量的影響，。374分段燃燒對脫硫率的影響，38脫硫?qū)φｅ仩t燃燒的影響，381脫硫劑鍛燒損失，382硫酸鹽化過程熱量增益，383石灰石中水分引起的熱損失，384CO,使干煙氣損失增加，385其他損失或增益，。，二，。，二，第4章技術(shù)經(jīng)濟分析，41脫硫成本分析，。二，二411不脫硫時費用，。，412采用生石灰脫硫費用，。413采用石灰石脫硫費用，414采用電石渣脫硫的費用二。，42與其他脫硫工藝的費用比較與分析。，第5章全文總結(jié)，參考文獻，致謝，。摘要國內(nèi)外電廠脫硫成熟技術(shù)很多，但對國內(nèi)電廠而言，都存在著投資大、運行成本高等問題。因此需要有一種能適合企業(yè)自身特點、投資最省、運行成本低，而脫硫效率相對較高的脫硫技術(shù)為企業(yè)來解決難題。實踐證明，改用電石渣作脫硫劑，對有穩(wěn)定的電石渣來源的電廠是非常適合的煙氣脫硫途徑，同時也是資源性環(huán)保的成功嘗試。電石廢渣脫硫具有良好的前景。本文探索了研制與開發(fā)高效的電石廢渣脫硫工藝。希望在山東恒通化工集團自配電廠循環(huán)流化床鍋爐實施后，達到預(yù)定目標。設(shè)計一套配套15CFB鍋爐脫硫系統(tǒng)的工藝的同時，對該鍋爐進行爐內(nèi)加電石渣的脫硫工業(yè)試驗，得出需要達到最佳脫硫率所需的CA/S比為21，脫硫效率74以及對鍋爐效率的影響。在對實驗結(jié)果進行分析的基礎(chǔ)上，提出燃用高硫煤的CFB鍋爐實際應(yīng)用爐內(nèi)脫硫適用的CA/S比，用于指導(dǎo)鍋爐的運行。在文中，首先介紹了當(dāng)前SOZ污染帶來的種種危害，以及在不同工業(yè)區(qū)與中產(chǎn)生SO,的主要過程和造成的惡劣影響，經(jīng)過對比國內(nèi)外脫除SO。的技術(shù)差距，以及吸取各種不同技術(shù)的經(jīng)驗，根據(jù)實際工況，有針對性地制訂多種方案。其次，具體查詢了各種脫硫技術(shù)的脫硫原理，脫硫過程以及運行狀況。從燃燒前脫硫到燃燒中脫硫再到燃燒后脫硫技術(shù)，總結(jié)了有14種常用相關(guān)脫硫技術(shù)，并分別予以詳細介紹。同時應(yīng)山東恒通化工集團自配電廠的要求，也著重介紹了循環(huán)流化床鍋爐的脫硫狀況的利與弊。最后，因為在探討并實施了制定方案一后，即達到環(huán)保標準，故而未在繼續(xù)往下實施方案二。得出結(jié)論為確保達到國家環(huán)保要求，所需要的適當(dāng)CA/S比。針對山東恒通化工集團自配電廠的實際工況而提出的脫硫工藝，遵照原則是投資小、工藝簡單、脫硫率高。效果令人滿意。關(guān)鍵詞脫硫技術(shù)脫硫劑電石渣循環(huán)流化床鍋爐聲與了ABSTRACTTHEREARESOMANYMATURETECHNOLOGYOFDESULPHURATIONHOWEVER,FORSOMEELECRICPOWERPLANT,ITCOSTSTHEMALOTOFMONEYTOSUPPORTANDOPERATETHETECHNIQUESOITNEEDSANAVAILABLETECHNIQUEWHICHCOSTSLESSINVESTMENTANDPRODUCTIONCOSTTOFITCORPORATIONSWHICHHAVETHEIRPRIVATECHARACTERISTICANDITSEFFICIENCYOFDESULPHURISATIONISBETTERTHANTHEOTHERTECHNICTHERESULTCERTIFYSOMETHINGTHATWEUSECARBIDESLAGASDESULFURIZINGAGENTITFITSFORSOMEFACTORIESWHICHHAVESTEADYMATERIALOFCOURSE,THETECHNOLOGICALPROCESSISVERYSUITABLEANDTHISISASUCCESSOFENVIRONMENTALPROTECTIONTHECARBIDESLAGHASITSGOODFUTURETHEARTICLESEEKAFTERBETTEREFFICIENCYCRAFTWORKOFCARBIDESLAGWEHOPEWECANGETTHESCHEDULEDGOALINTHECFBBOILERWEHAVENECESSARYTECHNOLOGICALDESIGNOFCFBBOILERAFTERWETHROWCARBIDESLAGINTOTHEBOILER,WEGETTHEAPPROPRIATECA/SRATIOANDITSINFLUENCEFOREFFICIENCYOFBOILERANALYZINGTHEOUTCOME,WEPUTFORWARDTHEGOODCA/SRATIOIS21FORHIGHSULPHURCOALATTHESAMETIME,THEDATADIRECTHOWTOCONTROLTHEBOILERTHEESSAY,ATFIRST,INTRODUCESDIFFERENTHARMABOUTPOLLUTIONFROMSO2,ASWELLAS,THEPROCESSANDTHEINFLUENCEAREBOTHRECOMMENDEDINTHELIGHTOFVARYDESULPHURATION,WEWORKOUTSCHEMESFORTHEREALITYATSECOND,THEPAPERSHOWSDIVERSIFIEDDESULPHURATIONTHEORIES,PROCESSANDACTIONFROMDESULPHURISATIONINCOALTOBOILINGANDFGD,WESUMUP14DESULPHURATIONTECHNIQUEINCOMMONUSEANDWERECOMMENDTHEMPARTICULARLYINTHEMEANTIME,ASEMPHASES,WEILLUMINATEADVANTAGEANDDISADVANTAGEINCFBBOILERATLAST,SINCEWEBRINGINTOEFFECTTHEFIRSTPROJECT,THEENDINGOBTAINGOALSOWEDONOTCONTINUETHENEXTWAYFURTHERMOREWEKNOWTHERIGHTCA/SRATIOWECONFORMTOTHESECAPITALSWHICHCONTAINSFEWERMONEY,EASIERTECHNICSANDSUPERIORDESULPHURATIONEFFICIENCYTHEENTERPRISEISVERYSATISFIEDWITHTHEEFFECTKEYWORDSDESULPHURATIONCFBBOILERDESULFURIZINGAGENTCARBIDESLAGVIII插圖索引1200添加劑對燃煤硫析出率的影響。，371200添加劑對燃煤硫析出速率的影響，二381300下添加劑對燃煤硫析出率的影響，391300下添加劑對燃煤硫析出速率影響，二，二39除塵脫硫一體化裝置，42不同CA/S比下的脫硫率，46循環(huán)比和脫硫率的關(guān)系，。47溫度對脫硫效果的影響，48FE203含量與脫硫率的關(guān)系，4912氣J4工工J石U7一城9內(nèi)J氣J氣J氣J今J氣J氣J偽J氣J圖圖圖圖圖圖圖圖圖獷、擴了氣一目附表索引表11國外應(yīng)用FGD技術(shù)應(yīng)用狀況。，二，3表12一些國家和地區(qū)的燃煤鍋爐污染物排放標準5表13鍋爐二氧化硫最高允許排放濃度，。，5表21工業(yè)固硫型煤常用粘結(jié)劑。，12表22工業(yè)固硫型煤常用固硫劑12表23型煤與原煤燃燒性能的比較二，。，二13表24我國工業(yè)固硫型煤的形狀、規(guī)格及用途，。14表25脫硫方式的種類和概要，17表31氣固燃燒過程的主要特性比較，二，二。26表32CFB鍋爐與其它型式鍋爐爐內(nèi)脫硫效率的比較。，二31表33合山電廠1臺410T/H爐幾種脫硫技術(shù)經(jīng)濟比較33表34生石灰或電石渣做固硫劑時在不同溫度下的固硫變化二，36表35電石渣與鈣基脫硫效果比較，。49表41初投資費用概算表，二。，二55表42原材料費用計算表，二，二，二56表43脫硫工藝費用比較。，二，。57_。一一一一一一碩士學(xué)位論文電石渣在電廠煙氣脫硫工藝中的應(yīng)用一山東恒通化工股份有限公司電石渣脫硫工業(yè)試驗第1章緒論在對大氣質(zhì)量造成影響的各種氣態(tài)污染物中，二氧化硫煙氣的數(shù)量最大，且影響也最廣。因此，二氧化硫成為影響大氣質(zhì)量的最主要的氣態(tài)污染物。很多國家和地區(qū)，往往也把二氧化硫作為衡量本國、本地區(qū)大氣質(zhì)量狀況的主要指標之11大氣SO污染的危害111對人體健康的危害SO是具有強烈刺激性的無色氣體，它容易溶解于人體的血液和其它粘液中。大氣SO污染對人體健康的影響，具有廣泛、長期、慢性作用等特點。流行病學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，大氣SO污染可導(dǎo)致多種疾病，如上呼吸道炎癥、慢性支氣管炎、支氣管哮喘、肺氣腫等。大氣SO污染對青少年的生長發(fā)育有不良的影響，降低青少年機體的免疫功能，使抗病能力下降。大氣中的SO對眼結(jié)膜也有強烈的刺激作用11SO往往被飄塵吸收，SO和飄塵的協(xié)同效應(yīng)，使其對人體的危害更大。吸附SO的飄塵可將SO帶入人的肺部，使得SO毒性增加34倍。飄塵中的FE203等物質(zhì)可將SO催化轉(zhuǎn)化成S03，遇水可形成硫酸霧并被飄塵吸附。此飄塵經(jīng)呼吸道吸入肺部，滯留在肺壁上，可引起肺纖維性病變和肺氣腫，硫酸霧的刺激作用比SO強10倍。112對植物的危害研究表明，在高濃度SO的影響下，會使得植物產(chǎn)生急性危害，植物葉片表面產(chǎn)生壞死斑，或直接使植物葉片枯萎脫落在低濃度SO的影響下，植物生理電石渣在電廠煙氣脫硫工藝中的應(yīng)用機能受到影響，造成產(chǎn)量下降，品質(zhì)變壞在低濃度S03的長期影響下，產(chǎn)生慢性危害，植物葉片退綠。此外，SO還會對植物產(chǎn)生間接影響，主要表現(xiàn)為植物生長減弱，降低對病蟲害的抵抗能力。113對生態(tài)的影晌酸雨對生態(tài)系統(tǒng)的影響及破壞主要表現(xiàn)是土壤酸化和貧痔化，農(nóng)作物及森林生長減緩，湖水酸化，魚類生長受到抑制，對建筑物和材料有腐蝕作用，加速風(fēng)化過程等。12大氣SO污染的原因能源構(gòu)成以煤炭為主，煤炭燃燒是我國大氣SO污染的根本原因。我國85以上的煤炭未經(jīng)洗選、篩選及加工，而以原散煤直接燃燒。我國燃煤工業(yè)鍋爐、工業(yè)窯爐、鐵路機車以及生活及民用煤爐灶，燃燒技術(shù)落后，熱效率低，分散廣泛，煙囪低矮，煙氣低空排放。這不僅造成煤炭的巨大浪費，而且加重了大氣SO的污染F21通過燃料燃燒和工業(yè)生產(chǎn)過程所排放的二氧化硫廢氣，有的濃度較高，如有色冶煉廠的排氣，一般將其稱為高濃度SO廢氣有的廢氣濃度較低，主要來自燃料燃燒過程，如火電廠的鍋爐煙氣，SO濃度大多為00205，最多也不超過2，屬低濃度SOZ廢氣。以含S量為例，通常IT煤中約含有550KG硫。煤的品種不同，含硫量也不同，我國煤中含硫量高者可達10，而低硫煤含硫量只有03,平均約為172。對高濃度SOZ廢氣，目前采用接觸氧化法制取硫酸，工藝成熟。對低濃度SO廢氣來說，大多廢氣排放量很大，加之SO濃度很低，工業(yè)回收不經(jīng)濟。但它對大氣質(zhì)量影響卻很大，因此必須給予治理。城市規(guī)劃和工業(yè)布局不合理，功能分區(qū)不明顯，經(jīng)濟結(jié)構(gòu)和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)不合理，人口密度和經(jīng)濟密度的疏密等，在不同程度上造成大氣嚴重污染，不利于大氣擴散的地理及氣象條件，也是導(dǎo)致大氣SO污染的重要原因。概括地說，我國的大氣污染是以塵和SO為主要污染物煤煙型污染。北方城市的污染水平高于南方城市尤以冬季為甚，冬季高于夏季，早晚高于中午。北方城市的突出問題是冬季采暖期的顆粒物污染和SO污染雖然非采暖期大氣中顆粒物濃度也較高，但主要來自風(fēng)沙和揚塵，南方城市則SO是造成的酸雨和高煤地區(qū)的SO污染。我國大氣污染的特點是由于我國能源以煤炭為主，且大部分直接燃燒，能源利用方式落后、利用率低、能耗高、低空排放、以及城市的畸形發(fā)展，人口、經(jīng)濟、交通過分集中于城區(qū)等原因造成的。此外，南方氣候濕潤，土質(zhì)偏酸性，大碩士學(xué)位論文氣中堿性物質(zhì)少，對酸的緩沖能力弱，加上大氣中SO濃度高，有利于酸雨的形成3。目前，煤作為我國一次能源的主要成分，在今后相當(dāng)長的時期內(nèi)不會有根本的改變。我國早在20世紀70年代就開始了鍋爐煙氣脫硫FGD技術(shù)的研究工作而且近年來引進了一批國外先進煙氣治理技術(shù)，與發(fā)達國家相比，我國的研究雖起步較早，但進展緩慢，許多國內(nèi)技術(shù)成果僅停留在小試或中試階段，由于技術(shù)和資金等各方面原因未能大規(guī)模推廣應(yīng)用。國外先進煙氣治理技術(shù)成熟但其投資和運行費用昂貴，只有少數(shù)特大型企業(yè)和電廠有選擇的引進FGD技術(shù)。我國火電廠燃煤主要以中、低硫煤為主，含硫量90年副產(chǎn)品石膏33萬噸1415簡易石灰石石灰一石膏法針對傳統(tǒng)工藝投資大、運行費用高的問題，開發(fā)了簡易石灰石一石膏工藝。該工藝原理與傳統(tǒng)工藝相同，但省去煙氣熱交換系統(tǒng)以及采用部分未脫硫延期與脫硫煙氣混合等措施，以中等脫硫效率7080為目標，大大降低了設(shè)備投資和運行費用。鈉堿法主要包括亞鈉循環(huán)吸收法和亞硫酸鈉法兩種，亞鈉循環(huán)吸收法是用NA2S03吸收SO生成NAHS03，吸收液加熱分解出高濃度S02進一步加工為液態(tài)S02、硫磺或硫酸NAS03用于循環(huán)吸收。亞硫酸鈉法則是用NA2C03或NA2S031并制成副產(chǎn)品。我國一些中小型化工廠和冶煉廠廠采用該法處理硫酸尾氣中的碩士學(xué)位論文S02，但NA2C03的銷路有限，限制了該法的發(fā)展。氨吸收法的典型工藝是氨一酸法，它實際上是用NH42S0吸收SO生成NH4HS03，循環(huán)槽中用補充的氨使NH4HS03循環(huán)脫硫部分吸收液用硫酸或硝酸、磷酸分解得到高濃度SO和硫按或硝錢、磷錢化肥。我國一些較大的化工廠用該法處理硫酸尾氣中的S02232半干法煙氣脫硫技術(shù)半干法是利用煙氣蒸發(fā)石灰石漿液中的水分，同時在干燥過程中，石灰與煙氣中的SO反應(yīng)生成亞硫酸鈣等，并使最終產(chǎn)物為干粉狀。若將布袋除塵器配合使用，能提高1015的脫硫率。半干法中應(yīng)用最廣的是旋轉(zhuǎn)噴霧干燥法SDA,它是美國JOY公司和丹麥NIRO公司聯(lián)合開發(fā)的新工藝。其關(guān)鍵設(shè)備是高速旋轉(zhuǎn)霧化器，它能將石灰石漿液霧化成細小霧滴與煙氣進行傳熱和反應(yīng)，其轉(zhuǎn)速可達1500020000R/MIN。轉(zhuǎn)速與霧化效果及脫硫效率成正比。噴霧干燥法的脫硫率達70V95。半干法脫硫技術(shù)還有煙氣循環(huán)流化床煙氣脫硫技術(shù)CFBFGD、增濕灰循環(huán)脫硫技術(shù)NID和美國的ADVACATE煙道噴射脫硫技術(shù)等。233干法煙氣脫硫技術(shù)干法煙氣脫硫是反應(yīng)在無液相介入的完全干燥的狀態(tài)下進行的，反應(yīng)產(chǎn)物也為干粉狀，不存在腐蝕、結(jié)露等問題16。干法主要有爐膛干粉狀噴射脫硫法、高能電子活化氧化法、荷電干粉噴射脫硫法CDSI、活性炭或粉煤灰吸附法、流化床氧化銅法等。爐膛干粉噴射脫硫法是把鈣基吸收劑加石灰石、白云石等噴到爐膛燃燒室上部溫度低于1200的區(qū)域，隨后石灰石瞬時鍛燒生成CAO，新生成的CAO和S02進行硫酸鹽化反應(yīng)生成CAS04，并隨飛灰在除塵器中收集【171S1。該方法的優(yōu)點是投資省、占地面積小、適用于老鍋爐改造不足的是脫硫效率低，鈣利用率低。針對此問題，芬蘭IVO公司和TAMPELLA公司聯(lián)合開發(fā)出爐內(nèi)噴鈣增濕活化法LIFAC。它是在鍋爐的空氣預(yù)熱器與除塵器之間加裝一個活化反應(yīng)器，在該反應(yīng)器內(nèi)噴水增濕，促進脫硫反應(yīng)的進行，是最終的脫硫效率達到707519L。撫順電廠引進的LIFAC工藝的爐內(nèi)噴鈣部分，配套120MW機組，煤含硫054,設(shè)計脫硫率40高能電子活化氧化法主要利用高能電子使煙氣中S02,NO,H200等分子被激活、電離甚至裂解，產(chǎn)生大量離子和自由基等活性物質(zhì)。由于自由基的強氧電石渣在電廠煙氣脫硫工藝中的應(yīng)用化性使S02,NO、被氧化，在注入氨的情況下，生成硫按和硝按化肥。根據(jù)高能電子的來源，可分為電子束照射法EBA和脈沖電暈等離子體法PPCPO24煤轉(zhuǎn)化中脫硫技術(shù)煤炭轉(zhuǎn)化是利用化學(xué)方法將煤炭轉(zhuǎn)化為氣體或液體燃料、化工原料或產(chǎn)品，主要包括煤炭轉(zhuǎn)化和煤炭液化。作為實現(xiàn)煤炭高效潔凈利用的一種途徑，煤炭轉(zhuǎn)化不僅廣泛用于獲取工業(yè)燃料、民用燃料和化工原料，也是諸如煤氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電、第二代增壓流化床聯(lián)合循環(huán)發(fā)電即增壓流化床氣化一流化床燃燒循環(huán)發(fā)電以及燃料電池與磁流體發(fā)電等先進電力生產(chǎn)系統(tǒng)的基礎(chǔ)。在煤炭轉(zhuǎn)化過程中，煤中大部分硫?qū)⒁訦2S,CS2、和COS等形式進入煤氣，需要進行煤氣脫硫。與煙氣脫硫相比，煤氣脫硫?qū)ο笫菤饬啃?、含硫化合物濃度高的煤氣，因而達到同樣處理效果時，煤氣脫硫更加經(jīng)濟，且易于回收有價值的硫分。241煤氣化技術(shù)煤炭氣化是指用煤炭作為原料來生產(chǎn)工業(yè)燃料氣、民用煤氣和化工原料氣，煤的氣化是指用水蒸氣、氧氣或空氣做氧化劑，在高溫下與煤發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成H2,CO,CH4等可燃混合氣體，稱為煤氣。煤氣可用作城市民用燃料、工業(yè)燃料氣工業(yè)窯爐、冶金、玻璃等工業(yè)的加熱爐煤氣、化工原料制取合成氨/合成甲醇及合成液體燃料的原料氣，以及用于煤氣化循環(huán)發(fā)電等202122。由于除去了煤中的灰分與硫化物，煤氣是一種清潔燃料，與傳統(tǒng)的燃煤技術(shù)相比，煤氣化不僅可以明顯提高煤的利用率，而且能減輕環(huán)境污染。它是潔凈、高效利用煤炭的最主要途徑之一，使許多能源高新技術(shù)的關(guān)鍵技術(shù)和重要環(huán)節(jié)，如燃料電池、煤氣聯(lián)合循環(huán)發(fā)電技術(shù)等，煤制氣應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛。煤炭氣化分為完全氣化和部分起話。部分氣化指的是煤的干餾技術(shù)。根據(jù)干流溫度的高低又分為高溫干餾、低溫干餾。高溫干餾主要在冶金工業(yè)中用于連腳，煤炭是主產(chǎn)品，低溫干餾又稱溫和氣化。由于溫和氣化工藝簡單、加工條件溫和、投資省、可獲得煤氣、焦油和半焦油而受到國內(nèi)外的重視，是潔凈煤技術(shù)的重要組成部分。世界各國都很重視煤的氣化技術(shù)，且煤的氣化技術(shù)已經(jīng)成熟，目前已大規(guī)模商業(yè)化生產(chǎn)。根據(jù)煤氣化的發(fā)展過程，煤氣化技術(shù)分為三代第一代煤氣化爐型由固體排渣魯奇LURGI加壓移動床，溫克勒WINKLER常壓流化床，柯一托KOPPERSTOTZCK常壓流化床，兩段移動床第二代氣化技術(shù)的爐型有德士古TEXACO熔渣氣流床，液態(tài)排渣魯奇爐，加壓柯一托氣化爐，干排灰流化床UGAS等第三代氣碩士學(xué)位論文化技術(shù)包括催化氣化和閃燃氫化熱解法等。煤氣化過程中，硫主要以H2S的形式進入煤氣。大型煤氣廠一般先用濕法脫除大部分H2S，再用干法脫凈其余部分。小型煤氣廠只用干法。242煤液化技術(shù)煤炭液化是指將通過化學(xué)加工得到的合格的汽油、柴油、航空煤油或其它的化工產(chǎn)品的技術(shù)，按工藝方式可分為直接液化和間接液化。煤和石油都已碳和氫為主要元素成分，不同之處在于煤中氫元素含量只有石油的一半左右，分子量大約是石油的10倍或更高。如褐煤含氫量為5Y6，使原煤中含氫量少的高分子固體物轉(zhuǎn)化為含氫多的液、氣態(tài)化合物。實際上，由于實現(xiàn)提高煤中含氧量的過程不同，從而產(chǎn)生不同的煤炭液化工藝，大部分為直接液化、間接液化和有直接液化派生出的煤油共煉三種。煤的直接液化是在適當(dāng)?shù)臏囟群蛪毫ο?，催化加氫裂化成液體烴類。生成少量氣體烴脫除煤中氮、氧和硫的深度轉(zhuǎn)化過程。煤直接液化的主要產(chǎn)品是優(yōu)質(zhì)汽油、噴氣燃料油、柴油和芳烴及炭素化工原料，并副產(chǎn)燃料氣、液化石油氣等。煤的間接液化是以煤基合成氣COH2為原料，在一定的溫度和壓力下，定向的催化合成烴類燃料油和化工原料的工藝。在天然氣石油日漸枯竭的條件下，煤液化將填補此項空缺、但由于煤液化技術(shù)復(fù)雜，生產(chǎn)消耗高，目前在經(jīng)濟上還不能與天然氣、石油競爭。所以現(xiàn)在煤液化技術(shù)僅屬長遠性、技術(shù)準備性的工作，短期內(nèi)還看不到較大的工業(yè)應(yīng)用。243水煤漿技術(shù)水煤漿CWM是20世紀70年代發(fā)展起來的一種新型煤基流體潔凈燃料23水煤漿是在原煤洗選加工技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種比較清潔的新型燃料，可作為爐窯燃料或合成氣原料，具有燃燒穩(wěn)定，污染排放少等優(yōu)點。它是由煤、水和化學(xué)添加劑等經(jīng)過一定的加工而制成的一種流體燃料。其外觀像油、流動性好，儲存方便，能用泵輸送，霧化燃燒穩(wěn)定。既保留了煤的燃燒特性，又具備了類似重油的液態(tài)燃燒特點，可在工業(yè)鍋爐、電廠鍋爐和工業(yè)窯爐上作替代油或替代氣燃料。另外，德士古汽化爐亦可用水煤漿做原料造氣生產(chǎn)合成氨。水煤漿在加工制備過程中可以達到部分脫灰甚至深度脫灰，也可以脫除部分硫，這為在燃燒過程中實現(xiàn)低污染排放提供了有利條件。水煤漿的燃燒溫度一般比燃煤粉的溫度低1002000C，有利于降低NO、的生成量和提高固硫率采用霧矩燃燒方式有利于燃燒器和爐內(nèi)配風(fēng)的合力布置和調(diào)節(jié)，是細粒的煤粉燃燒完全，降低煙塵的排放量等。電石渣在電廠煙氣脫硫工藝中的應(yīng)用因此，燃用水煤漿在改善大氣環(huán)境方面有著巨大的潛力。長期以來人們一直在考慮假如煤炭也能像石油一樣便于管道運輸、燃燒和儲存，同時又能減少污染物的排放，必然會有良好的經(jīng)濟、社會和環(huán)境效益，但由于有大量廉價的石油供應(yīng)，因而一直未能付諸行動。70年代的石油危機對以石油為主要能源供應(yīng)的西方各國的沖擊很大，于是人們競相研究以煤代油的技術(shù)。煤炭的汽化與液化雖然已有成熟的技術(shù)，但投資大、成本高，難以普遍推廣替代現(xiàn)有的燃油系統(tǒng)，因此通過物理加工獲得的煤漿燃料受到人們的重視。在常規(guī)水煤漿發(fā)展的基礎(chǔ)上，美國、澳大利亞、法國和加拿大等國家從不同的角度開展超純水煤漿的研究工作。制造超純水煤漿的關(guān)鍵技術(shù)時，用化學(xué)洗煤或物理洗煤的方法對原煤進行超凈化處理，而其制漿技術(shù)則類似于制造常規(guī)水煤漿。超純水煤漿的質(zhì)量平均粒徑為5101UM，最大粒徑不超過2011M。其中的干基灰分小于10，干基硫分也小于10，干基可燃成分大于99，制成超純水煤漿以后，煤的重量濃度為50。由于水煤漿中煤粉極細，故其流動性極好，加上灰分很低，因而可以代替柴油用于燃氣輪機和低速柴油機。所以開發(fā)超純水煤漿，實際上也是開發(fā)燃煤燃氣輪機、燃煤柴油機、燃煤高級爐窯、民用無污染鍋爐等燃煤熱機，作為今后石油資源枯竭時用超純煤燃料取代石油燃料的技術(shù)設(shè)備。碩士學(xué)位論文第3章山東恒通化工股份有限公司電石渣脫硫工業(yè)試驗31山東恒通化工股份有限公司循環(huán)流化床CFB鍋爐特點CFB鍋爐可分為兩部分第一部分由爐膛快速流化床、氣固物料分離設(shè)備、固體物料再循環(huán)設(shè)備和外置熱交換器等組成，上述部分形成了一個固體物料循環(huán)回路第二部分為對流煙道，布置有過熱器、再熱器、省煤氣和空氣預(yù)熱器等。該項技術(shù)是在沸騰式流化床鍋爐基礎(chǔ)上發(fā)展而來的。最大的區(qū)別是用傾斜的隔墻，將流化床層分隔成主燃燒室和熱回收室，而只在熱回收室內(nèi)設(shè)置傳熱管。流化介質(zhì)采用硅砂，在主燃燒室內(nèi)，形成循環(huán)流A，而在主燃燒室與熱回收室之間形成循環(huán)流B，此外，還有從預(yù)除塵器返回未燃盡煙灰的再循環(huán)流C。故此種流化床鍋爐是有三個循環(huán)流組成的復(fù)合循環(huán)流化床鍋爐。1第一循環(huán)流A將主燃燒室中的風(fēng)室分割成三部分。向中心部供入較少的風(fēng)，形成弱流床。其結(jié)果，在主燃燒室的中央部位成為緩慢下降的流動床從而形成從兩端被激烈吹起的流化介質(zhì)在中央部沉降，同時在兩段上升成循環(huán)平流。如果將固體廢棄物供至中央流上部，就會被下降流吞入，在主燃燒室內(nèi)充分擴散混合，能在足夠的停留時間內(nèi)燃燒。所以難以燃燒的煤研石等也能充分燃燒，因而，它可以適應(yīng)范圍很廣的固體廢棄物。2第二循環(huán)流B在主燃燒室的兩端被激烈吹起的流化砂，在傾斜的隔墻上，一部分朝熱回收室方向反旋，熱回收室靠從下方吹入循環(huán)空氣也形成緩慢的流化床。其結(jié)果時，流化砂從主燃燒室流向熱回收室，在從熱回收室下部流向主燃燒室循環(huán)。因為在熱回收室內(nèi)設(shè)置傳熱管，所以靠此循環(huán)流可以回收主室的熱能。也就是說通過調(diào)節(jié)熱回收量，就可以控制流化床溫度，而且只要改變循環(huán)流化床空氣量，就可以調(diào)節(jié)熱回收量。所以熱負荷控制非常簡便。3第三循環(huán)室C將為燃盡的煙灰，通過旋風(fēng)除塵器收集后，利用螺旋排灰機返回主燃燒室。這對提高燃燒率、降低NO、即提高脫硫率是非常有效的。燃燒過程中的脫硫技術(shù)，就是在流化床燃燒時加入天燃石灰石或其他種類的脫硫劑一高活性脫硫劑，使爐內(nèi)產(chǎn)生的SO氣體與固硫劑反應(yīng)形成相對穩(wěn)定的固態(tài)物質(zhì)隨爐渣排出。電石渣在電廠煙氣脫硫工藝中的應(yīng)用CAC03一CAOC02CAOS021/202CAS04CFB鍋爐的基本特點2425可概括如下1低溫的動力控制燃燒循環(huán)流化床燃燒是一種在爐內(nèi)使高速運動的煙氣與其所攜帶的湍流擾動極強的固體顆粒密切接觸，并具有大量顆粒返回的流態(tài)化燃燒反應(yīng)過程。同時，在爐外將絕大部分高溫的固體顆粒捕集，并將它們送回爐內(nèi)再次參與燃燒過程，反復(fù)循環(huán)地組織燃燒。顯然，燃燒在爐膛內(nèi)燃燒的時間延長了。在這種燃燒方式下，爐內(nèi)溫度受脫硫最佳溫度限制，一般850左右。這樣的溫度遠低于普通煤粉爐中的溫度，并低于一般煤的灰熔點，這就免去了灰熔化帶來的種種煩惱。這種低溫燃燒方式好處很多，爐內(nèi)結(jié)渣及堿金屬析出均比煤粉爐中要改善得很多，對灰特性的敏感性降低，也無須很大的空間去使高溫灰冷卻下來，氮氧化物生成量低，可用于爐內(nèi)組織廉價而高效的脫硫工藝，等等。從燃燒反應(yīng)動力學(xué)角度看，循環(huán)流化床鍋爐內(nèi)的燃燒反應(yīng)控制在動力燃燒區(qū)或過度區(qū)內(nèi)。由于CFB鍋爐內(nèi)相對來說溫度不高，并有大量固體顆粒的強烈混合，這種情況下的燃燒速率主要取決于化學(xué)反應(yīng)速率，也就是決定于溫度水平，而物理因素不再是控制燃燒速率的主導(dǎo)因素。CFB鍋爐內(nèi)燃料的燃盡度很高。通常，性能良好的CFB鍋爐燃燒效率可達98992高速度、高濃度、高通量的固體物料流態(tài)化循環(huán)過程CFB鍋爐內(nèi)的固體物料包括燃料、殘?zhí)?、灰、脫硫劑等?jīng)歷了由爐膛、分離器和反料裝置所組成的外循環(huán)。同時也一同經(jīng)歷了爐膛內(nèi)固體物料的內(nèi)循環(huán)。整個燃燒過程以及脫硫過程都是在這兩種形式的循環(huán)運動的動態(tài)過程中逐步完成的。3高強度的熱量、質(zhì)量和動量傳遞過程在CFB鍋爐中，大量的固體物料再強烈湍流下通過爐膛，通過人為操作可改變物料循環(huán)量，并可改變爐內(nèi)物料的分布規(guī)律，以適應(yīng)不同的燃燒工況。在這種組織方式下，爐內(nèi)的熱量、質(zhì)量和動量傳遞過程是十分強烈的，這就是整個爐膛高度的溫度分布均勻。CFB鍋爐與其他爐型比較固體燃料的燃燒分為層燃、流化床燃燒和懸浮燃燒。1燃燒過程的比較表31綜合了層燃、流化床燃燒和懸浮燃燒三種基本燃燒方式的特點及比較表31氣固燃燒過程的主要特性比較Z6碩士學(xué)位論文特征固定床鼓泡床流化快速床氣力輸送床鍋爐中的應(yīng)用顆粒平均直徑層燃300鼓泡床流化床循環(huán)流化床懸浮燃燒205一100020080033燃燒室區(qū)域風(fēng)速M/S氣體運動方向氣體混合固體運動固一固混合空隙率溫度梯度床層與受熱面間傳熱系數(shù)W/MLK磨損3121530向上接近賽狀流靜止可忽略0405向上復(fù)雜兩相流上下運動接近全混05085200500向上彌散賽狀流大部分上，部分下接近全混向上接近賽狀流向上接近賽狀流09809980850995010010025050100較小32SO二的生成機理不同煤種含硫量差異很大，但一般都在0110之間，存在于煤種有三種方式黃鐵礦硫、有機硫和硫酸鹽硫27。硫分在加熱時析出，如果環(huán)境中氧濃度較高，則一般被氧化成S02，而參與部分往往是含鐵渣狀熔渣。燃料中的可燃硫，在完全燃燒時，有S02一S023一1S020S03正反應(yīng)32S020S03負反應(yīng)33S03生成的速率為DS03/DTKS02OK_S03K一正向反應(yīng)速度常數(shù)K一負向反應(yīng)速度常數(shù)即燃料中含硫量越大，過量空氣系數(shù)越大，火焰中氧原子的濃度就越大，生成的S03越多。鍋爐中煙氣離開爐膛經(jīng)過對流受熱面時，煙氣溫度下降，而S03的濃度上升，這是由于積灰和氧化膜具有催化作用導(dǎo)致SO濃度上升的2833脫硫劑及脫硫工藝的選擇電石渣在電廠煙氣脫硫工藝中的應(yīng)用山東恒通化工集團主要生產(chǎn)化工產(chǎn)品，我們進行脫硫的是該集團自配電廠的240T/H循環(huán)流化床鍋爐的脫硫方案。設(shè)計一套配套15CFB鍋爐脫硫系統(tǒng)的工藝的同時，對該鍋爐進行爐內(nèi)加脫硫劑的脫硫工業(yè)試驗，得出需要達到最佳脫硫率所需的CA/S比，以及對鍋爐效率的影響。在對實驗結(jié)果進行分析的基礎(chǔ)上，提出燃用高硫煤的CFB鍋爐實際應(yīng)用爐內(nèi)脫硫適用的CA/S比，用于指導(dǎo)鍋爐的運行。整個脫硫系統(tǒng)的工藝計算、設(shè)備選型應(yīng)保證整個系統(tǒng)不出現(xiàn)堵塞情況，并保證能長期安全可靠的連續(xù)運行。輸送管道須保證防磨損、防堵塞、并在堵塞時容易清理。石灰石粉倉的設(shè)計應(yīng)保證防堵塞、易除塵。給料機應(yīng)保證密封良好、不卡塞。SO的排放值低于國家排放標準400MG/M3的要求。331石灰石摻燒爐內(nèi)脫硫1脫硫機理CFB燃燒最大的優(yōu)點就是在燃燒過程中能夠邊燃燒便脫硫，比尾部煙氣脫硫工藝簡單、成本低廉。山東恒通化工集團的循環(huán)流化床鍋爐原先采用的是石灰石做脫硫劑，石灰石破碎后粒度在IMM左右，隨同物料一同被回料風(fēng)自回送裝置送入爐膛。循環(huán)流化床燃燒過程中最常用的脫硫劑是鈣基脫硫劑，如石灰石CAC03,白云石CAC03“MGC03。在床溫超過其鍛燒平衡溫度時，將發(fā)生鍛燒分解反應(yīng)CAC03一CAOC02183KJ/MOL34CAC03“MGC03一CAOMG02C02486KJ/MOL3一5CA0“MG0CAOMGO3一6以上反應(yīng)式可和寫為CAC03“MGC03一CAOMG02C023一7MGO與SO的反應(yīng)速度很低，故一般情況下可認為是惰性的CAO將在有富余氧氣時與SO發(fā)生如下硫酸鹽化反應(yīng)CAOS021/202一CAS0438有時還有CAOS03CAS0439為此向爐內(nèi)添加的石灰石或白云石等物料稱為脫硫劑。不同品種的脫硫劑反應(yīng)性能差異很大1201301。因此在選擇脫硫劑是要對不同脫硫劑進行選擇以保證脫硫運行的最佳效果和經(jīng)濟。脫硫劑的選擇需要找出反應(yīng)活性最高、脫硫性能最好的脫硫劑。最常見的脫硫劑是石灰石CAC03或白云石CAC03“MGC03。脫硫過程不同于降低NO、排放，因為后者的目標是使部分燃料氮以N的狀態(tài)碩士學(xué)位論文進入煙氣，而流化床燃燒中的脫硫是使硫分進入灰渣中，進而隨灰渣排出床層而排除。因此這一過程又稱為固硫。涉及脫硫機理的主要問題是1脫硫的反應(yīng)途徑和反應(yīng)產(chǎn)物2反應(yīng)的動力學(xué)特性3影響吸收劑利用的因素4脫硫與流化床內(nèi)其他過程的相互影響。參與脫硫的反應(yīng)物出加入爐內(nèi)的石灰石或白云石外，還有燃料中的灰分和其中的金屬雜質(zhì)以及氣態(tài)的02,SO2,S03等。脫硫過程中所涉及的反應(yīng)至少有CAC03一CAOCOZ183KJ/MOL34CAOSOZ1/202一CAS0435S021/202S0303一6CAC03“MGC03一CAOMG02C02486KJ/MOL3一7CAOS02CAS033一8CAS031/202一CAS0439CAS04COCAOSO2COZ3一10CAS044C0CAS4C023一11CAOSOZ一CAS3/2023一12CAS3CAS044CA045023一13CAS202YCAS043一14機理實驗表明，流化床內(nèi)脫硫過程的限速機制有兩種，流化床內(nèi)脫硫過程，或可分為化學(xué)反應(yīng)動力和傳質(zhì)兩個部分。脫硫反應(yīng)在不同的氣氛下反應(yīng)通道不同。在氧化性氣氛中，反應(yīng)35占主導(dǎo)地位，而還原性氣氛中反應(yīng)式310和311占主導(dǎo)地位。CAS在還原氣氛中是主導(dǎo)產(chǎn)物，而在氧化性氣氛中，則CAS04為主導(dǎo)產(chǎn)物。同時一，在850以上的溫度，CAS03是不可能生成的，或是不穩(wěn)定的，因此脫硫過程中CAO與SO直接反應(yīng)生成CAS03的可能性很小。由于鍛燒速度比硫酸鹽化快得多，而且由于緞燒CO的析出，只是在這一過程基本結(jié)束后，硫酸鹽化才開始發(fā)生，它可以看作尾隨鍛燒的反應(yīng)過程。脫硫過程中最大的特征就是孔隙堵塞，所形成的CASO由于其摩爾容積大于CAO的而不斷填充著孔隙的空腔，使其內(nèi)徑縮小。這一過程中，一旦孔隙內(nèi)表面被CASO完全覆蓋，SO分子是不能穿透的，這可以從固體產(chǎn)物層中的擴散率發(fā)現(xiàn)。由于孔隙堵塞的影響，石灰石在實際使用時難以完全轉(zhuǎn)化和利用。因此控制和優(yōu)化緞燒，實際上就是優(yōu)化鍛燒的孔徑分布。從某種意義上講，最佳孔徑分布是個理想化概念，它要求石灰石具有最有利于脫硫的平均孔徑和空隙比表面積，以及顆粒內(nèi)核及外圍間孔徑的匹配，從而做到最佳的反應(yīng)速度、最佳的脫硫產(chǎn)物分布，把孔隙堵塞的影響減小到最低程度，以獲得高效脫硫效率和脫硫劑的利用率。然而，在實際過程中，只能從某種程度上接近理想的分布，因為石灰石緞燒后的孔徑分布與其地質(zhì)結(jié)構(gòu)有關(guān)，它不能通過優(yōu)化鍛燒來根本改變。電石渣在電廠煙氣脫硫工藝中的應(yīng)用有研究表明在流化床運行的正溫度范圍內(nèi)800900C和風(fēng)速下，氣膜傳質(zhì)系數(shù)一般在10100M/S數(shù)量級，氣膜擴散阻力不超過10，化學(xué)反應(yīng)阻力在轉(zhuǎn)化率大于24后已不占主導(dǎo)地位，而讓位于內(nèi)孔擴散阻力。此外，顆粒粒徑越小，可以認為脫硫反應(yīng)是由反應(yīng)動力學(xué)控制的。而直徑大于2MM的顆粒，則主要是內(nèi)孔擴散控制，尤其是在反應(yīng)后期。同時，脫硫反應(yīng)受溫度影響很大，在較低溫度下950C，雖然反應(yīng)速率很高，但在擴散條件控制下，卻能導(dǎo)致這些不利的因素。1表面孔隙率過早堵塞而內(nèi)孔還沒得到有效利用，是反映產(chǎn)物在顆粒內(nèi)外分布嚴重不均2顆粒表面O耗竭，而產(chǎn)生局部低氧和還原性氣氛，使已生成的CAS041200重新分解為CAO并釋放S02，從而導(dǎo)致脫硫效率和脫硫劑利用率下降。因此，必然存在一個最佳的脫硫溫度。單就脫硫效果而言，最佳脫硫溫度不難確定。然而這一溫度并不是常數(shù)，它與脫硫劑的品種、粒徑、鍛燒條件和爐內(nèi)壓力水平有關(guān)。許多研究表明，脫硫劑粒徑越小，其最佳脫硫溫度也越高。因為在小粒徑下，動力學(xué)因素起的作用增大，而擴散因素的作用減小壓力越高，最佳脫硫溫度也提高，這主要源于鍛燒結(jié)果的改變。2CFB鍋爐與煤粉鍋爐噴鈣脫硫過程的比較煤粉鍋爐的噴鈣脫硫是將鈣基脫硫劑石灰石、白云石或消石灰直接噴入爐內(nèi)。在高溫下脫硫劑鍛燒，進行如下反應(yīng)CAC03CA0SC02GMGC03CAC03CA0SMGOC02GCAOH2一CAOSH20在通常的鍛燒溫度下，鍛燒過程在不到200MS的時間內(nèi)就基本完成了脫硫劑粒徑為LOOM左右，脫硫劑鍛燒后形成多孔的氧化鈣顆粒，一旦脫硫劑鍛燒成CAO，它就和SO反應(yīng)生成硫酸鈣。CAOSS0291/202一CAS04S因此，固體脫硫劑與SO氣體之間的多項反應(yīng)包括兩個主要過程脫硫劑鍛燒快速分解成氧化鈣CAO的過程和速度相對緩慢的氧化鈣硫酸鹽化過程。脫硫過程包含有許多傳質(zhì)、傳熱和化學(xué)反應(yīng)過程1二氧化硫氣體向脫硫劑表面的擴散。2二氧化硫氣體與脫硫劑間的相互作用，包括碩士學(xué)位論文一一通過固體顆粒的內(nèi)孔隙表面上進行氣態(tài)反應(yīng)物的擴散一一在固體顆粒的內(nèi)孔隙表面上進行氣態(tài)反應(yīng)物的物理吸附一一CAO與SO間的化學(xué)反應(yīng)一一反應(yīng)生成物通過孔隙向外擴散。3氣體產(chǎn)物從固體顆粒表面向煙氣流進行擴散。上述過程中，過程1和3為擴散控制，而過程控制2則與吸附劑的溫度、物理特性和活性有關(guān)。煤粉鍋爐爐內(nèi)噴鈣實驗表明30，最佳噴入溫度為1100左右，在CA/S比為3時脫硫效率約為50。石灰石粒度在810UM之間脫硫效率較佳，脫硫劑的利用一般在20以下。根據(jù)美國電力研究院對商業(yè)煤粉爐噴鈣脫硫的統(tǒng)計表明，以石灰石為脫硫劑，應(yīng)用干法噴鈣脫硫技術(shù)，在爐膛噴入?yún)^(qū)域的溫度為11001300C,CA/S比為2的條件下，典型的脫硫效率為40，最大脫硫效率可達50，爐內(nèi)噴消石灰CAOH2脫硫，在CA/S比為2時，典型的脫硫效率為50，最高可達65，脫硫劑在爐內(nèi)的有效溫度范圍內(nèi)的脫硫時間從噴入溫度到850左右為零點幾秒到幾秒。循環(huán)流化床鍋爐的燃燒脫硫過程是將脫硫劑石灰石或白云石送入爐內(nèi)，然后與燃燒生成的二氧化硫氣體反應(yīng)，達到脫硫目的。與煤粉爐噴鈣脫硫一樣，脫硫劑進入循環(huán)流化床鍋爐后首先鍛燒形成氧化鈣，氧化鈣在于二氧化硫氣體反應(yīng)。在CFB鍋爐中，由于獨特的設(shè)計和運行條件，整個CFB鍋爐的主循環(huán)回路運行在脫硫的最佳溫度范圍內(nèi)8509000C，同時由于固體在爐內(nèi)的內(nèi)部循環(huán)和外部循環(huán)通過分離裝置和回送裝置，脫硫劑在爐內(nèi)的脫硫時間大大延長，通常平均停留時間可達數(shù)十分鐘。此外，爐內(nèi)強烈的湍流混合也十分有利于CFB鍋爐燃燒脫硫過程。CA/S比為1525時，脫硫效率可達90CFB鍋爐實施燃燒脫硫時，脫硫劑粒徑通常為0103MM，脫硫劑的利用率可達60以上。3各種型式鍋爐參數(shù)及爐內(nèi)脫硫效率的比較從表32可以看出，CFB鍋爐明顯優(yōu)于其它型式鍋爐。表32CFB鍋爐與其它型式鍋爐爐內(nèi)脫硫效率的比較特性鍋爐型式爐排鍋爐鼓泡流化床鍋爐CFB鍋爐煤粉鍋爐電石渣在電廠煙氣脫硫工藝中的應(yīng)用床高或燃燒區(qū)高度M截面風(fēng)速M/S過?？諝庀禂?shù)截面熱負荷MW/M2煤的粒徑MM負荷調(diào)節(jié)比燃燒效率NO排放MG/M3爐內(nèi)脫硫效率1525121312125051505156326以下859090V9640060030040080901540481112356以下34195995020080902745461151301以下4006004CFB石灰石爐內(nèi)脫硫存在的問題由于CFB鍋爐技術(shù)脫硫存在如下問題31，故而需要在設(shè)計新的配套脫硫技術(shù)。1脫硫率不及煙氣脫硫，一般效率到90后就很難再提高。合山電廠用CFB鍋爐脫硫，在燃煤含硫45的情況下，SO排放濃度為1436MG/M3，仍達不到1200MG/M3的標準要求，須適當(dāng)降低入爐煤含量。2脫硫過程簡單但系統(tǒng)較復(fù)雜。與采用鍋爐尾部煙氣循環(huán)流化床脫硫技術(shù)相比設(shè)備多2倍以上。3工程改造時間長，投資及運行費用偏高。如合山電廠1臺410T/H鍋爐脫硫改造在扣掉部分公用設(shè)施后，動態(tài)總投資仍高達16億元左右，施工期預(yù)計14個月，停產(chǎn)及舊鍋爐提前報廢損失高達11638萬元其中停產(chǎn)損失5727萬元，舊爐提前報廢損失5911萬元，預(yù)計比GSA法脫硫施工多8個月，損失近9000萬兀。4對燃料粒度要求高。CFB鍋爐要求入爐煤粒及脫硫劑石灰石粉分別為8MM及IMM，這對粘性大的煤如合山煤破碎難度更大，為達到燃料粒度要求自然要增加投資。5磨損及腐蝕。由于流化床內(nèi)如旋風(fēng)分離器等流速高、固體離子濃度大，會造成受熱面與吊掛管等的磨損及腐蝕。6CFB鍋爐制造成本高。與常規(guī)煤粉爐比，無論國內(nèi)外，同等容量的循環(huán)流化床鍋爐的銷售價格要高出1215倍，主要原因是旋風(fēng)分離器及耐磨件制造成本比煤粉爐高。7耗電量大。從有關(guān)資料及表42得知，1臺41OT/HCFB鍋爐輔機設(shè)備電功率為14314KW，運行功率10183KW,占發(fā)電量的108，比原煤粉爐高138灰渣量大。煙氣脫硫CA/S一般為105150，而CFB鍋爐脫硫CA/S20，燃煤含硫量愈高，CA/S愈大。如合山電廠燃煤硫分450478,鍋爐耗石一、與產(chǎn)口一尹八一N碩士學(xué)位論文量達332393T/H，每年排出的灰渣量達6725萬噸，如不能綜合利用，將加重現(xiàn)有灰場的負擔(dān)。表33合山電廠1臺410T/H爐幾種脫硫技術(shù)經(jīng)濟比較項目CFB鍋爐法簡易石灰石石膏法GSA或CFB排煙循環(huán)法設(shè)計煤含硫分/機組容量/MW處理煙氣量L00MW機組/M3H要求脫硫效率/脫硫工程總投資/萬元年脫除SO2量/T“A脫硫過程靜態(tài)總投資1臺L00MW機組/萬元脫硫過程靜態(tài)總投資3臺L00MW機組/萬元因脫硫每年增加運行成本1臺L00MW萬元/ASO脫除成本1臺L00MW元/KG因脫硫每年增加運行成本3臺L00MW萬元/A脫硫設(shè)備廠內(nèi)戰(zhàn)地/M2脫硫劑制備系統(tǒng)占地/M245010047810047810047300535626509746一1606878一535626959219137120001200027184306363063617877418582147444000023159306591590126217500585041057400037865664無3627廠外用地01807前0215后13128565279760000廠外用地脫硫前后發(fā)電01807廠外用地01807前成本L元KWH02357前后脫硫增加廠里用電率/226064注1合山濕法脫硫采用濕煙氣排放及石膏做廢液排放，暫稱簡易濕法。2GSA法因購電石渣在電廠煙氣脫硫工藝中的應(yīng)用買石灰比自治成本高，石灰自制，故占地大。循環(huán)流化床鍋爐的效率計算有別于常規(guī)的煤粉