浅析CFB锅炉控制SO2排放方法

　　摘 要： 本文主要介绍了炉内喷钙及尾部烟气半干法脱硫工艺及影响炉内炉外脱硫效率的因素，对CFB锅炉如何降低烟气中SO2排放浓度进行了探讨。 

　　关键词： SO2排放；半干法脱硫；床温；石灰石 

　　为达到国家要求的排放标准，我公司经过多次商讨调研学习，最终选择福建龙净环保股份有限公司生产的半干法脱硫除尘一体化工艺系统与我厂发电机组配合使用，确保SO2排放达标。 

　　1 炉内炉外脱硫工艺介绍 

　　炉内脱硫主要是石灰石通过给料口送入炉膛，在床温超过其然烧温度时，发生煅烧分解反应方程式为：CaCO3=CaO+CO2，吸收SO2反应方程：CaO+SO2+1/2O2=CaSO4这样使SO2在发生化学反应后变成CaSO4，对SO2起到固化作用，达到脱硫效果。 

　　尾部烟气半干法脱硫工艺由吸收塔、脱硫除尘器、脱硫灰循环及排放、吸收剂的制备及供应、工艺水以及电气仪控系统等组成。锅炉引风机出口的130℃-150℃左右原烟气由脱硫引风机引入吸收塔底部，在吸收塔的进口段，高温烟气与加入的吸收剂、循环脱硫灰充分预混合，进行初步的脱硫反应，烟气通过吸收塔底的文丘里管加速，进入脱硫塔床体，在脱硫塔内烟气中SO2与脱硫剂充分反应完成的主要化学反应式： 

　　SO2+Ca（OH）2 =CaSO3·1/2H2O+1/2H2O， 

　　CaSO3·1/2H2O+1/2O2+3/2H2O=CaSO4·2H2O 

　　SO3+Ca（OH）2= CaSO4·1/2H2O+1/2H2O 

　　2 影响脱硫因素 

　　2.1 炉内影响脱硫效率的因素 

　　炉内脱硫效率受很多因素的影响，主要因素有燃料和石灰石的粒径、锅炉运行的床温、Ca/S摩尔比、石灰石输送系统等，下面就这些主要因素进行分析。 

　　2.1.1 燃料和石灰石的粒径 

　　我厂CFB锅炉对燃料粒度的要求≯9mm，对石灰石粒度的要求≯1.5mm，粒度过大石灰石与高SO2浓度烟气接触时间、接触比表面积较小，导致大部分石灰石未充分参与脱硫便从排渣口排出，使石灰石的利用率降低，粒度过小石灰石粉未经分离器捕集、直接进入锅炉尾部烟道形成飞灰的份额较多，而这部分细石灰石粉由于与烟气接触的时间短，利用率偏低。 

　　2.1.2 锅炉运行床温 

　　锅炉运行床温的变化直接影响脱硫反应速度、固体产物的分布和孔隙堵塞特性，所以床温会影响脱硫反应的进行和脱硫剂的利用率。 脱硫反应的速度开始随床温的升高而升高，820℃-870℃时达到最佳脱硫温度，而后随着温度上升，反应速度开始下降，使得脱硫效率降低。 

　　2.1.3 Ca/S摩尔比 

　　在流化床中，随着Ca/S摩尔比的增大，增加了SO2与脱硫剂的接触频率从而增加脱硫反应速率和脱硫效率，当Ca/S摩尔比增大到一定程度，脱硫效率就会减弱，而随着Ca/S摩尔比的增大灰渣量增大，锅炉热效率降低。因此，在保证脱硫效率的前提下尽可能的降低Ca/S摩尔比，一般经济Ca/S比在1.5～2.5 之间。 

　　2.1.4 石灰石输送系统 

　　由于石灰石粉硬度高、易吸水受潮结块、离散性大、堆积密度大等特性，石灰石输送系统设计不合理或设备质量差，在运行过程中常常会出现石灰石管道堵管、磨损漏粉、下粉不畅等问题而影响石灰石输送系统的稳定运行，这些问题最终导致CFB 锅炉炉内脱硫效率降低。 

　　2.2 炉外影响半干法脱硫效率的因素 

　　半干法脱硫工艺中烟气温度是控制脱硫效率的关键因素，SO2在水中的溶解吸收是放热过程，介质温度越高，SO2的溶解度越小，吸收率越低，越不利于反应的进行，烟气温度越低，SO2溶解也多，同时反应时间越长，从理论上说越有利于提高脱硫效率。烟气的含湿量越大，脱硫反应效率越高，由于随着烟气含湿量增大，液滴干燥时间长，增加了烟气中SO2与脱硫剂在液相离子状态下反应时间，但是出口烟气湿度过大，容易引起物料粘结，严重时会造成脱硫塔堵塞，影响运行过程，甚至会对后续设备如除尘器、引风机及烟囱造成恶劣影响，因此根据实际情况找到最佳值。 

　　3 运行中脱硫效率的优化调整 

　　3.1 床温控制 

　　当床温低于800℃时，石灰石煅烧生成CaO的速度减慢，减少了可供反应的比表面积，脱硫效率下降，床温低于750℃时，脱硫反应几乎停止。当床温高于870℃时，CaO晶体会逐渐融为大晶体，降低CaO比表面积，影响脱硫效率。床温越高，浪费的石灰石粉越多。因此运行中锅炉床温控制在800℃-900℃时，才能保证锅炉较高的燃烧效率。 

　　机组启动初期就要及时将炉外脱硫系统投入运行，这样在锅炉点火后，当床温低于800℃时，炉内脱硫无法进行时，可以在脱硫岛内及时投入脱硫吸收剂，使SO2排放达标，当炉内温度升至800℃时逐渐将炉内脱硫系统投入运行，而逐渐降低脱硫岛内脱硫剂的使用，炉内炉外脱硫相互配合，确保SO2?达标排放。 

　　3.2 石灰石品质控制 

　　在采购环节允许的情况下尽量提高石灰石粉的纯度、降低含水量。石灰石粉颗粒要按锅炉厂提供的粉粒级配要求执行，最大限度的根据负荷情况、床内流化速度，循环倍率、床压、床层情况，风量配比情况，及时有效调整石灰石粉极配比例，以期达到最大利用率。 

　　3.3 脱硫塔床层压降的控制 

　　吸收塔床层压降可以有效反映吸收塔内的固体颗粒量，压降越大，床层颗粒越多。运行中合理调节好吸收塔入口风量、脱硫引风机静叶开度、烟气再循环风挡开度、吸收剂的投入量等参数，将吸收塔压降控制在1.0kpa-1.2kpa之间，延长烟气在吸收塔内反应时间，提高脱硫效率，减少吸收剂的投入量。 

　　3.4 脱硫岛出口烟气温度的控制 

　　脱硫岛出口烟气温度直接影响炉后脱硫效率，同时也影响脱硫后系统设备腐蚀程度的重要因素之一。为了既能保证脱硫效率，又能对脱硫系统设备减少腐蚀，运行中通过调节喷水量把烟气温度控制在70℃-75℃左右，这个吸收温度大约高于烟气露点温度15℃-20 ℃，保证最佳的脱硫效果。 

　　4 调整效果 

　　我厂生产技术人员经过长期摸索总结在炉内脱硫后SO2排放浓度低于600 mg/Nm?时，炉外脱硫系统只需建立脱硫床层、喷水即可，无需投入脱硫剂，便可将SO2排放浓度降到100 mg/Nm?以下，节省大量脱硫剂。当炉内脱硫系统不能满足脱硫排放要求时，将脱硫岛床压控制在1.0kpa-1.2kpa之间，脱硫塔出口温度维持在70℃-75℃，适当加入脱硫剂以保证SO2排放指标控制在50 mg/Nm?-80 mg/Nm???之间，减少不必要的浪费，取得了较大的经济效益。