利用cfb鍋爐進(jìn)行爐內(nèi)脫硫的整體系統(tǒng)改造可行性研究報(bào)告(編輯修改稿)
2025-05-30 03:19 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 大唐紅河電廠30012435≤ 600江蘇大屯電廠13520270≤ 300新會(huì)雙水發(fā)電廠13526644≤ 80山東華宇鋁電13522750≤ 350分宜發(fā)電廠10013590≤ 700607 國(guó)外大型CFB鍋爐SO2排放情況美國(guó)JEA示范電站2300MWCFB鍋爐的設(shè)計(jì)燃料為次煙煤和石油焦（含硫量達(dá)8%），通過低成本爐內(nèi)脫硫方式燃用高含硫量石油焦發(fā)電。由于擔(dān)心單純爐內(nèi)脫硫不能滿足環(huán)保要求，在爐外設(shè)置半干法脫硫裝置，設(shè)計(jì)脫硫效率為98%。鍋爐實(shí)際運(yùn)行結(jié)果表明，~%時(shí)，不投石灰石時(shí)SO2的排放濃度高達(dá)12000 mg/Nm3以上，通過爐內(nèi)添加石灰石脫硫，爐內(nèi)脫硫效率高達(dá)96%以上，SO2的排放濃度可以降低到400mg/Nm3以下，爐外脫硫效率在2%以下。表3是FW公司國(guó)外部分電廠污染物排放情況?？梢钥闯?，表中電廠實(shí)測(cè)脫硫效率大部分在90%以上，SO2排放均可以達(dá)到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求。表3 FW公司國(guó)外CFB鍋爐電廠污染物排放水平 我國(guó)CFB鍋爐爐內(nèi)脫硫存在的問題正如上面談到，國(guó)內(nèi)外大量試驗(yàn)研究及實(shí)爐運(yùn)行結(jié)果均表明，通過爐內(nèi)脫硫，CFB鍋爐可以達(dá)到較高脫硫效率（≥90%），SO2排放也完全可以達(dá)到環(huán)保排放要求。但是，我國(guó)目前在運(yùn)的相當(dāng)部分大型CFB鍋爐，脫硫效率較低，SO2排放并不能滿足環(huán)保排放要求。分析研究認(rèn)為，造成這一狀況的原因，并不是CFB鍋爐固有的技術(shù)缺陷，而主要是由于對(duì)影響CFB鍋爐脫硫效率的相關(guān)因素控制不當(dāng)所致。概況起來(lái)，主要有以下四方面原因：脫硫用石灰石品質(zhì)（包括反應(yīng)活性和粒度等）差、鍋爐實(shí)際用煤的折算含硫量遠(yuǎn)大于設(shè)計(jì)值、鍋爐運(yùn)行參數(shù)不合理、石灰石輸送系統(tǒng)缺陷等。 石灰石品質(zhì)石灰石品質(zhì)，包括石灰石中CaCO3的含量、石灰石的脫硫反應(yīng)活性及粒度分布等，對(duì)鍋爐的脫硫效率有重要影響。如果投入CFB鍋爐的石灰石中CaCO3含量偏低，脫硫反應(yīng)的有效成分低，必然降低石灰石的脫硫效果；如果石灰石的脫硫反應(yīng)活性（主要決定于石灰石礦的微觀分子結(jié)構(gòu)形式、石灰石煅燒產(chǎn)物的孔隙率及孔徑的分布范圍等）差，即使石灰石的CaCO3含量較高，也會(huì)導(dǎo)致石灰石的脫硫效率偏低。石灰石的粒徑分布對(duì)爐內(nèi)脫硫效率也有重要影響。如果粒徑過小，投入鍋爐的石灰石粉未經(jīng)分離器捕集、一次通過鍋爐直接進(jìn)入尾部煙道形成飛灰的份額較多，而這部分細(xì)石灰石粉由于與煙氣接觸的時(shí)間過短，利用率偏低；如果投入鍋爐的粒度過大，大部分石灰石不能參與循環(huán)，與高SO2濃度煙氣接觸時(shí)間與接觸表面積均較小，而且由于CaO與SO2和O2反應(yīng)生成的CaSO4體積大于CaCO3，會(huì)堵塞煙氣中SO2進(jìn)入石灰石內(nèi)部的通道，導(dǎo)致大部分石灰石未充分參與脫硫便從排渣口排出，使石灰石的利用率降低。因此，石灰石的最佳粒度分布為：大部分石灰石顆粒能夠參與爐內(nèi)循環(huán)，并經(jīng)多次循環(huán)利用后隨煙氣或底渣排出爐膛。目前我國(guó)的CFB鍋爐用戶，普遍對(duì)脫硫石灰石品質(zhì)對(duì)脫硫效率的影響認(rèn)識(shí)不足。大部分CFB鍋爐用戶外購(gòu)石灰石粉時(shí)，對(duì)品質(zhì)幾乎沒有要求。即使有，也往往限于對(duì)CaCO3含量和粒度要求，并很少嚴(yán)格控制。而對(duì)石灰石的脫硫反應(yīng)活性基本沒有指標(biāo)控制。 CFB鍋爐運(yùn)行參數(shù)CFB鍋爐運(yùn)行參數(shù)對(duì)脫硫效率也有很大影響，其中，床溫的影響最為顯著。而CFB鍋爐床溫的選擇和運(yùn)行控制又和鍋爐設(shè)計(jì)尤其是受熱面布置、運(yùn)行負(fù)荷、灰渣燃盡、NOx污染物排放等因素密切相關(guān)。研究表明，脫硫反應(yīng)的反應(yīng)速度一開始隨溫度升高而升高，在820~850℃時(shí)達(dá)到最佳值。之后隨溫度升高，反應(yīng)速度開始下降。在更高的床溫下，CaSO4還會(huì)逆相分解放出SO2，進(jìn)一步降低硫酸鹽化的化學(xué)反應(yīng)速度。如圖是B研究院1MWth CFB燃燒試驗(yàn)臺(tái)對(duì)某電廠設(shè)計(jì)煤脫硫試驗(yàn)SO2排放與床溫變化的關(guān)系曲線。圖2 溫度對(duì)石灰石脫硫效率的影響綜合考慮灰渣的燃盡、SO2脫除以及NOx排放控制等因素，循環(huán)流化床鍋爐設(shè)計(jì)床溫一般選擇為850~900℃。但實(shí)際運(yùn)行中，很多CFB鍋爐運(yùn)行床溫偏離了設(shè)計(jì)值較多。如有的CFB鍋爐運(yùn)行床溫已經(jīng)接近1000℃。顯然，在此床溫情況下，實(shí)現(xiàn)高的脫硫效率是不可能
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