摘要：回流式循環(huan)流化(hua)床脫硫屬半干法脫硫技術，由于其(qi)初期投資小，脫硫劑價格低廉等(deng)因素被廣泛應用于中(zhong)小型(xing)機(ji)組的(de)煙氣脫硫中(zhong)(煙氣量小于1200Nm3/h)。但是(shi)，如何提高脫硫效率(lv)成為人們關注的(de)問題。本文結(jie)合(he)漳山發(fa)電(dian)公司的(de)應用實(shi)例(li)從溫度(du)、 濕度(du)、 循環(huan)倍率(lv)以及鈣硫比幾(ji)個方面作了簡要(yao)分析。

1、引言

我(wo)國已經成(cheng)為(wei)世界三(san)大酸雨區之一，且(qie)我(wo)國的(de)(de)(de)酸雨主(zhu)(zhu)要為(wei)硫(liu)(liu)酸型的(de)(de)(de)。分析其主(zhu)(zhu)要原因是(shi)煤(mei)的(de)(de)(de)不潔凈燃燒所(suo)(suo)造(zao)成(cheng)。控制和(he)減少(shao)火電廠SO2的(de)(de)(de)排放對于(yu)改善我(wo)國目前(qian)嚴峻的(de)(de)(de)環境問題和(he)實現電力行業的(de)(de)(de)持續發展意義重(zhong)大。我(wo)國目前(qian)火電廠燃煤(mei)中，優質低硫(liu)(liu)煤(mei)少(shao)，而高硫(liu)(liu)煤(mei)所(suo)(suo)占比重(zhong)較大。所(suo)(suo)以，必須對電廠燃煤(mei)煙氣(qi)中的(de)(de)(de)SO2排放嚴格控制。煙氣(qi)脫硫(liu)(liu)就顯(xian)得尤為(wei)重(zhong)要，煙氣(qi)脫硫(liu)(liu)常用的(de)(de)(de)方法(fa)有干法(fa)、半干法(fa)、濕法(fa)等。

循環流(liu)化床煙氣脫(tuo)(tuo)硫屬于半干法脫(tuo)(tuo)硫，以消(xiao)石灰（Ca(OH)2）為脫(tuo)(tuo)硫劑。山(shan)西(xi)長治漳山(shan)發電公司2×300MW機組(zu)采用此法，效果(guo)良(liang)好。

2、循環流化床煙氣脫硫系統的基本流程及脫硫原理

漳山發電(dian)(dian)公司(si)循環流化(hua)床脫硫與電(dian)(dian)除(chu)塵器(qi)相結合，其基本工藝(yi)流程(cheng)如(ru)圖(tu)2-1所示。

煙(yan)氣(qi)(qi)先(xian)進入預(yu)除(chu)(chu)塵(chen)器(qi)(qi)(qi)，預(yu)除(chu)(chu)塵(chen)器(qi)(qi)(qi)的(de)(de)(de)(de)作用是(shi)除(chu)(chu)去煙(yan)氣(qi)(qi)中的(de)(de)(de)(de)大(da)顆粒(li)粉(fen)(fen)煤灰(hui)(hui)(hui)(hui)，收塵(chen)效(xiao)率(lv)設(she)計(ji)為85%左右(you)。經預(yu)除(chu)(chu)塵(chen)的(de)(de)(de)(de)煙(yan)氣(qi)(qi)進入脫(tuo)硫(liu)塔，在位置2處(chu)噴(pen)入脫(tuo)硫(liu)劑(ji)即(ji)消(xiao)石(shi)(shi)灰(hui)(hui)(hui)(hui)，在位置1處(chu)進行(xing)噴(pen)水降溫、增濕。煙(yan)氣(qi)(qi)中的(de)(de)(de)(de)硫(liu)氧化物在脫(tuo)硫(liu)塔內上升過(guo)程中與(yu)(yu)(yu)消(xiao)石(shi)(shi)灰(hui)(hui)(hui)(hui)反應生成(cheng)CaSO3和(he)CaSO4，從而達(da)到脫(tuo)硫(liu)的(de)(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)(de)。漳山發電(dian)(dian)(dian)(dian)公司的(de)(de)(de)(de)后除(chu)(chu)塵(chen)器(qi)(qi)(qi)共有(you)(you)四(si)級即(ji)四(si)個電(dian)(dian)(dian)(dian)場，其中一(yi)(yi)(yi)(yi)二(er)電(dian)(dian)(dian)(dian)場共用一(yi)(yi)(yi)(yi)個灰(hui)(hui)(hui)(hui)斗，三電(dian)(dian)(dian)(dian)場和(he)四(si)電(dian)(dian)(dian)(dian)場各有(you)(you)一(yi)(yi)(yi)(yi)個灰(hui)(hui)(hui)(hui)斗。由于噴(pen)入脫(tuo)硫(liu)塔的(de)(de)(de)(de)消(xiao)石(shi)(shi)灰(hui)(hui)(hui)(hui)不可能完全(quan)(quan)反應。所(suo)以，一(yi)(yi)(yi)(yi)二(er)電(dian)(dian)(dian)(dian)場將粉(fen)(fen)煤灰(hui)(hui)(hui)(hui)與(yu)(yu)(yu)消(xiao)石(shi)(shi)灰(hui)(hui)(hui)(hui)的(de)(de)(de)(de)混合物回(hui)收參與(yu)(yu)(yu)再循環(huan)，通過(guo)回(hui)料斜槽的(de)(de)(de)(de)氣(qi)(qi)動調閥控制回(hui)灰(hui)(hui)(hui)(hui)量的(de)(de)(de)(de)大(da)小，三電(dian)(dian)(dian)(dian)場在一(yi)(yi)(yi)(yi)二(er)電(dian)(dian)(dian)(dian)場灰(hui)(hui)(hui)(hui)量不足時也(ye)會參與(yu)(yu)(yu)循環(huan)以維持脫(tuo)硫(liu)塔內的(de)(de)(de)(de)差壓。四(si)電(dian)(dian)(dian)(dian)場回(hui)收的(de)(de)(de)(de)灰(hui)(hui)(hui)(hui)中消(xiao)石(shi)(shi)灰(hui)(hui)(hui)(hui)很少(shao)且活(huo)性低，所(suo)以將灰(hui)(hui)(hui)(hui)全(quan)(quan)部輸走(zou)。后除(chu)(chu)塵(chen)器(qi)(qi)(qi)的(de)(de)(de)(de)收塵(chen)效(xiao)率(lv)設(she)計(ji)為99.9%，后除(chu)(chu)塵(chen)器(qi)(qi)(qi)出來(lai)的(de)(de)(de)(de)煙(yan)氣(qi)(qi)經過(guo)煙(yan)囪排(pai)入大(da)氣(qi)(qi)。

半(ban)干法脫硫的基本原理(li)是SO2和SO3與Ca(OH)2的化學反應，即(ji)：

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

其中(zhong)，煙氣中(zhong)的(de)硫氧化物以(yi)SO2為主，所以(yi)反應以(yi)2-1為主。

3、脫硫效率影響因素

如何讓噴入的(de)消石灰更加充分(fen)的(de)與煙氣中(zhong)的(de)硫(liu)氧化物反應(ying)，怎么樣提高脫硫(liu)效率(lv)？這是我們要(yao)(yao)(yao)考慮的(de)主(zhu)要(yao)(yao)(yao)問題。一般情(qing)況下，其影響因素主(zhu)要(yao)(yao)(yao)有溫度、濕度、循環倍(bei)率(lv)、鈣(gai)硫(liu)比等(deng)。下面(mian)我們結合(he)漳山(shan)發電公司的(de)實際應(ying)用作以簡要(yao)(yao)(yao)分(fen)析。

3.1溫度對脫硫效率的影響

溫度是對(dui)脫硫(liu)效率影響最(zui)明顯(xian)的(de)一個因素，也最(zui)容易控(kong)制(zhi)。

消石灰Ca(OH)2與(yu)二(er)氧化硫SO2的(de)反(fan)應是放(fang)熱反(fan)應，溫度(du)高不(bu)利于反(fan)應的(de)正向進行。如圖(tu)3-1為漳山發(fa)電(dian)公司脫(tuo)硫投運后的(de)脫(tuo)硫塔(ta)內的(de)溫度(du)與(yu)脫(tuo)硫率的(de)關系曲(qu)線(xian)。

由圖3-1可(ke)以看出，在煙氣(qi)量，煙氣(qi)中的(de)(de)(de)(de)二(er)氧化硫SO2以及噴入脫硫塔內的(de)(de)(de)(de)消石灰等基本恒定(ding)的(de)(de)(de)(de)前提下，溫度越(yue)低(di)，脫硫率越(yue)高。所以，為了提高脫硫率我們(men)應該盡(jin)可(ke)能降低(di)溫度。漳(zhang)山發(fa)電公(gong)司根(gen)據本公(gong)司的(de)(de)(de)(de)實際情(qing)況，考慮到(dao)亞硫酸(suan)的(de)(de)(de)(de)露點(dian)溫度在50~55℃之間，為了盡(jin)可(ke)能避(bi)免酸(suan)腐蝕保(bao)(bao)證(zheng)設(she)備(bei)的(de)(de)(de)(de)安全運行(xing)，將溫度設(she)定(ding)在70~75℃之間。這樣既可(ke)以保(bao)(bao)證(zheng)設(she)備(bei)的(de)(de)(de)(de)安全，又可(ke)以有較高的(de)(de)(de)(de)脫硫率。

3.2濕度對脫硫效率的影響

濕(shi)度是影響脫(tuo)硫(liu)(liu)效率的另一(yi)個重要因素。在其他條件不變(bian)的情(qing)況下，脫(tuo)硫(liu)(liu)效率隨著濕(shi)度的增(zeng)大(da)而(er)增(zeng)大(da)。但是，當濕(shi)度增(zeng)大(da)到(dao)一(yi)定值以后(hou)，脫(tuo)硫(liu)(liu)率幾乎不再隨著濕(shi)度的增(zeng)大(da)而(er)變(bian)化。濕(shi)度與脫(tuo)硫(liu)(liu)率的關(guan)系(xi)如(ru)圖3-2所示。

之所以會出現(xian)如圖所示(shi)的(de)(de)曲線，那是(shi)因為(wei)，當脫(tuo)硫塔內濕(shi)度(du)(du)增(zeng)大(da)(da)，消(xiao)石(shi)(shi)灰表面(mian)會形成一(yi)(yi)層水膜(mo)，這(zhe)樣(yang)SO2氣體(ti)更容(rong)易透過水膜(mo)與消(xiao)石(shi)(shi)灰反應，原(yuan)來的(de)(de)氣固(gu)間(jian)(jian)反應變成了液相離子間(jian)(jian)反應。這(zhe)樣(yang)反應速率會很快，同時消(xiao)石(shi)(shi)灰在一(yi)(yi)定(ding)時間(jian)(jian)內吸收SO2的(de)(de)能力也會增(zeng)加(jia)。但是(shi)，當濕(shi)度(du)(du)到一(yi)(yi)定(ding)值再增(zeng)大(da)(da)時，脫(tuo)硫率卻(que)不再增(zeng)大(da)(da)。那是(shi)因為(wei)，消(xiao)石(shi)(shi)灰表面(mian)水膜(mo)厚度(du)(du)太大(da)(da)時SO2進入水膜(mo)的(de)(de)阻力會加(jia)大(da)(da)。

同時，濕度(du)太(tai)大時，煙氣中(zhong)的灰太(tai)濕不利于灰的收集輸送。并(bing)且，由于漳山發電公(gong)司用電除塵，灰太(tai)濕容(rong)易粘結(jie)在極板極線上(shang)造成(cheng)電場短路。考慮到這些，通常將濕度(du)控制在3.5%～5%之間。

3.3 鈣硫比對脫硫效率的影響

鈣硫比與(yu)脫硫率(lv)的關系基(ji)本如圖3-3所示。

鈣硫(liu)比實際上是參與控(kong)制噴入消(xiao)(xiao)石(shi)灰(hui)量的(de)(de)(de)一(yi)個參數。簡單(dan)來說，即煙(yan)氣中有1mol的(de)(de)(de)硫(liu)，則噴入1.3mol的(de)(de)(de)消(xiao)(xiao)石(shi)灰(hui)（假設鈣硫(liu)比為1.3）。﹥鈣硫(liu)比的(de)(de)(de)確(que)定(ding)還與消(xiao)(xiao)石(shi)灰(hui)的(de)(de)(de)品質有關，當消(xiao)(xiao)石(shi)灰(hui)的(de)(de)(de)純(chun)度90%時(shi)，漳山發電(dian)公司將鈣硫(liu)比控(kong)制在1.3左右。

3.4 循環倍率對脫硫效率的影響

噴入脫硫塔內的(de)消石灰不可能一(yi)(yi)次充分利用(yong)(yong)，這就需要將沒(mei)有(you)反應(ying)的(de)消石灰回收回來再(zai)循環(huan)(huan)(huan)以提高(gao)消石灰利用(yong)(yong)率。但并不是(shi)循環(huan)(huan)(huan)倍率越高(gao)越好，實際上當循環(huan)(huan)(huan)倍率達(da)到一(yi)(yi)定(ding)值(zhi)時(shi)再(zai)循環(huan)(huan)(huan)是(shi)沒(mei)有(you)意義的(de)。循環(huan)(huan)(huan)倍率根據實際情況的(de)不同而有(you)所不同，通(tong)常在100~150倍之(zhi)間。

當(dang)回(hui)收回(hui)來(lai)的(de)(de)煙氣(qi)與(yu)(yu)未反應的(de)(de)消石(shi)灰(hui)混合(he)物回(hui)流到吸(xi)收塔(ta)(ta)內(nei)時，使(shi)得脫(tuo)(tuo)硫(liu)(liu)(liu)塔(ta)(ta)內(nei)混合(he)物濃(nong)度達到800~1000g/Nm3。高濃(nong)度煙氣(qi)與(yu)(yu)消石(shi)灰(hui)的(de)(de)混合(he)物在脫(tuo)(tuo)硫(liu)(liu)(liu)塔(ta)(ta)內(nei)上(shang)升(sheng)過程中形成(cheng)湍流，使(shi)得小(xiao)顆粒物質相互碰(peng)撞的(de)(de)幾率增(zeng)大，它(ta)們之間(jian)的(de)(de)相互摩擦碰(peng)撞就使(shi)得消石(shi)灰(hui)顆粒表(biao)(biao)面已經與(yu)(yu)二(er)氧化(hua)硫(liu)(liu)(liu)反應的(de)(de)部分脫(tuo)(tuo)落。新露出來(lai)的(de)(de)消石(shi)灰(hui)表(biao)(biao)面又可(ke)以繼續與(yu)(yu)二(er)氧化(hua)硫(liu)(liu)(liu)反應，這(zhe)樣(yang)就既可(ke)以提高消石(shi)灰(hui)的(de)(de)利用(yong)率又可(ke)以提高脫(tuo)(tuo)硫(liu)(liu)(liu)率。

4、 結論

對于循環流化床煙氣(qi)脫(tuo)硫(liu)效(xiao)率(lv)的影響因素還(huan)有煙氣(qi)流速(su)和消石(shi)灰品質等，煙氣(qi)流速(su)快則(ze)SO2與Ca(OH)2接觸時間短不(bu)利(li)于脫(tuo)硫(liu)。本文(wen)主(zhu)要從溫度、濕(shi)度、循環倍率(lv)、鈣硫(liu)比四個方面(mian)作(zuo)了簡要分析(xi)。只(zhi)要能(neng)協調好這幾方面(mian)因素的影響，就能(neng)在(zai)節(jie)省脫(tuo)硫(liu)劑的基礎上(shang)提(ti)高脫(tuo)硫(liu)率(lv)。

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