提高CFB鍋爐整體脫硫效率試驗(yàn)研究

楊玉環(huán)，侯致福，纏阿芳

（山西平朔煤矸石發(fā)電有限責(zé)任公司，山西 朔州 036800）

提高CFB鍋爐整體脫硫效率試驗(yàn)研究

楊玉環(huán)，侯致福，纏阿芳

（山西平朔煤矸石發(fā)電有限責(zé)任公司，山西 朔州 036800）

針對(duì)1 060 t／h亞臨界參數(shù)循環(huán)流化床鍋爐，通過(guò)試驗(yàn)研究得出提高CFB鍋爐整體脫硫效率的技術(shù)措施。主要通過(guò)對(duì)石灰石脫硫劑的粒徑進(jìn)行分選優(yōu)化以及在鍋爐尾部增設(shè)增激活化深度脫硫裝置，提高CFB鍋爐的整體脫硫效率。由試驗(yàn)結(jié)果可知，CFB鍋爐煙氣中SO2排放濃度降至200 mg／Nm3以下，為同類(lèi)機(jī)組提供參考。

CFB鍋爐；脫硫劑；增激活化；脫硫效率

CFB鍋爐運(yùn)行機(jī)組部分采用爐內(nèi)脫硫方法，一般是將石灰石脫硫劑送入爐膛煅燒分解來(lái)脫除燃料燃燒過(guò)程中產(chǎn)生的SO2。由于爐內(nèi)脫硫受鍋爐運(yùn)行床溫、鍋爐負(fù)荷、鈣硫比、石灰石脫硫劑粒徑以及石灰石脫硫劑反應(yīng)活性等因素的影響，脫硫效率難以保證，降低了脫硫劑的利用率和脫硫效率。同時(shí)，未被利用的較細(xì)粒徑石灰石脫硫劑隨煙氣排至尾部煙道，不僅浪費(fèi)脫硫劑，增加投資，還會(huì)增加尾部除塵器等設(shè)備的負(fù)擔(dān)［1－3］。

為了提高CFB鍋爐機(jī)組的整體脫硫效率，提高脫硫劑利用率。在保證鍋爐效率的前提下，控制鍋爐最佳運(yùn)行參數(shù)，通過(guò)對(duì)石灰石脫硫劑的粒徑進(jìn)行分選優(yōu)化，以提高其利用率以及爐內(nèi)脫硫效率，再經(jīng)鍋爐尾部增激活化深度脫硫裝置，最終使?fàn)t內(nèi)排出的煙氣中SO2濃度降至200 mg／Nm3以下，提高鍋爐整體脫硫效率，為CFB鍋爐污染物排放滿(mǎn)足新環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)提供保證。

1 機(jī)組概況

鍋爐型號(hào)為SG－1060／17.5－M802，是亞臨界參數(shù)、一次中間再熱、單汽包自然循環(huán)、平衡通風(fēng)、循環(huán)流化床鍋爐，由單爐膛、4臺(tái)高溫絕熱式旋風(fēng)分離器、4臺(tái)U型返料器、4臺(tái)外置式換熱器、尾部對(duì)流煙道等組成；汽輪機(jī)型號(hào)為NZK300－16.7／538／538，是亞臨界參數(shù)、單軸、雙缸雙排汽、中間再熱、直接空冷凝汽式汽輪機(jī)；發(fā)電機(jī)型號(hào)為QFSN－300－2，冷卻方式為水—?dú)洹獨(dú)湫汀?/p>

該鍋爐脫硫系統(tǒng)采用爐內(nèi)脫硫與尾部增激活化深度脫硫相結(jié)合的復(fù)合脫硫方式，來(lái)降低煙氣中SO2的含量。

2 主要技術(shù)措施

2.1 優(yōu)化入爐石灰石品質(zhì)

優(yōu)化石灰石脫硫劑的品質(zhì)主要是在石灰石成品倉(cāng)上部逐級(jí)增加石灰石粉一級(jí)提取裝置和二級(jí)提取裝置。其中一級(jí)提取裝置主要將粒徑大于0.5 mm的石灰石粉提取出來(lái)，再返回磨粉機(jī)重磨；二級(jí)提取裝置主要將粒徑小于0.2 mm的石灰石細(xì)粉分離出來(lái)，并將其用于煤泥成球系統(tǒng)，提高石灰石細(xì)粉的利用率。

經(jīng)過(guò)一、二級(jí)提取裝置分選后的石灰石脫硫劑粒徑將主要集中在0.2～0.5 mm，一方面使進(jìn)入爐內(nèi)的脫硫劑燃燒更加充分，另一方面隨煙氣帶走的較細(xì)石灰石脫硫劑含量降低，可提高脫硫劑在爐內(nèi)的利用率。

2.2 增設(shè)增激活化深度脫硫裝置

新增增激活化深度脫硫裝置是在空氣預(yù)熱器與布袋除塵器之間的水平煙道處增設(shè)脫硫噴槍來(lái)噴射增激活化劑，進(jìn)一步降低煙氣中SO2含量。此系統(tǒng)投資少，無(wú)需增設(shè)脫硫塔等設(shè)備，且運(yùn)行維護(hù)方便。

增激活化深度脫硫裝置主要采用氨水作為增激活化劑，利用水和氨的雙重作用降低煙氣中的SO2。一方面水先與尾部煙氣中的CaO反應(yīng)生成Ca（OH）2，Ca（OH）2再與煙氣中的SO2反應(yīng)，提高飛灰中CaO的利用率，降低SO2排放量；另一方面氨在水和氧存在的條件下直接與煙氣中SO2反應(yīng)，吸收煙氣中的SO2，使其含量進(jìn)一步降低［4－8］。

3 試驗(yàn)分析

3.1 石灰石粒徑分選特性

試驗(yàn)中通過(guò)兩級(jí)石灰石粉提取裝置將粒徑大于0.5 mm和小于0.2 mm的石灰石粉提煉出來(lái)，得到粒徑范圍為0.2～0.5 mm的石灰石粉脫硫劑，然后送入爐內(nèi)進(jìn)行脫硫。

由測(cè)試結(jié)果可知，經(jīng)一級(jí)粗粉提取裝置后，粗粉倉(cāng)內(nèi)收集的石灰石粉粒徑大于0.5 mm的占95%，小于0.5 mm的僅占5%；經(jīng)二級(jí)細(xì)粉提取裝置后，細(xì)粉倉(cāng)內(nèi)收集的石灰石粉粒徑小于0.2 mm的占92.7%，0.2～0.5 mm的石灰石粉占7.3%。因此經(jīng)過(guò)一級(jí)粗粉提取裝置和二級(jí)細(xì)粉提取裝置后，粒徑大于0.5 mm和小于0.2 mm的脫硫劑被分離收集，僅將粒徑為0.2～0.5 mm的石灰石粉送至爐內(nèi)進(jìn)行脫硫，一方面可使脫硫劑反應(yīng)更加充分，減少不完全燃燒熱損失，另一方面降低了煙氣中細(xì)粉顆粒的含量和尾部除塵器等設(shè)備的負(fù)擔(dān)，并提高了脫硫劑的利用率和爐內(nèi)脫硫效率。

3.2 增激活化深度脫硫試驗(yàn)特性

在總風(fēng)量、機(jī)組負(fù)荷、燃煤總量基本穩(wěn)定，增激活化深度脫硫系統(tǒng)母管壓力恒定的條件下，噴射5.1%濃度的氨水，整個(gè)試驗(yàn)過(guò)程中機(jī)組連續(xù)運(yùn)行曲線(xiàn)及SO2的變化趨勢(shì)如圖1所示，3條較平緩的曲線(xiàn)由上至下分別為總風(fēng)量、機(jī)組負(fù)荷、燃煤總量變化曲線(xiàn)，變化較大的曲線(xiàn)為SO2變化曲線(xiàn)（干基，6%含氧量）。

圖1 增激活化深度脫硫試驗(yàn)機(jī)組連續(xù)運(yùn)行曲線(xiàn)及SO2變化曲線(xiàn)

由圖1可知，機(jī)組負(fù)荷、總風(fēng)量及燃煤總量均變化不大，向空氣預(yù)熱器與布袋除塵器間水平煙道噴射一定量的增激活化劑，可進(jìn)一步降低煙氣中SO2的排放濃度。試驗(yàn)過(guò)程中，當(dāng)5.1%濃度的氨水噴射量為4.4 t／h時(shí)，系統(tǒng)自投入30 min后，煙氣中SO2濃度由投入時(shí)的最大值348.5 mg／Nm3降至平均值181.5 mg／Nm3；將噴射量增至5.5 t／h，煙氣中SO2濃度繼續(xù)降低，降至平均值為138.96 mg／Nm3；將噴射量降至3.3 t／h，煙氣中SO2濃度回升至平均值175.7 mg／Nm3，停止噴射后，煙氣中SO2濃度繼續(xù)升至220.67 mg／Nm3。

增激活化深度脫硫裝置活化劑的噴射位置在空氣預(yù)熱器與布袋除塵器間的水平煙道處，不會(huì)對(duì)尾部空氣預(yù)熱器造成腐蝕；活化劑的濃度僅為5%左右，對(duì)300 MW機(jī)組噴射量約為5 t／h，反應(yīng)過(guò)程中產(chǎn)生的硫酸銨及亞硫酸銨極少，且通過(guò)布袋時(shí)大部分隨灰一起被捕集下來(lái)，對(duì)布袋及后續(xù)設(shè)備產(chǎn)生的腐蝕極小，可忽略不計(jì)。

4 結(jié)論

a.在保證機(jī)組效率且滿(mǎn)足最佳鍋爐運(yùn)行參數(shù)時(shí)，通過(guò)優(yōu)化入爐石灰石品質(zhì)和增設(shè)增激活化深度脫硫裝置等措施，能夠使煙氣中SO2含量降至200 mg／Nm3以下。

b.經(jīng)石灰石粉一、二級(jí)提取裝置后，粒徑大于0.5 mm和小于0.2 mm的脫硫劑被分離，粒徑為0.2～0.5 mm的石灰石粉被送至爐內(nèi)進(jìn)行脫硫，提高了脫硫劑的利用率和爐內(nèi)脫硫效率。

c.增設(shè)增激活化深度脫硫裝置可使鍋爐尾部煙氣SO2含量由348.5 mg／Nm3降至138.96 mg／Nm3，脫硫效率可達(dá)60%。

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Experimental Study on Improving Desulfurization Efficiency of CFB Boiler

YANG Yu?huan，HOU Zhi?fu，CHAN A－fang
（Shanxi Pingshuo Gangue?fired Power Generation Co.，Shuozhou，Shanxi 036800，China）

For 1 060 t／h subcritical CFB boiler，the technical measures are studied on improving whole desulfurization efficiency of CFB boiler by experiment.The whole desulfurization efficiency of CFB boiler gets improved mainly by sorting optimization the particle size of limestone desulfurization and adding deep desulfurization device of activate by desulfurization at the rear of the boiler.Experi?mental data shows that：CFB boiler flue gas concentration of SO2could reach less than 200 mg／Nm3，providing certain basis for pollu?tant discharge by standard of CFB boiler.

CFB boiler；Desulfurization；Activate by desulfurization；Desulphurization efficiency

X701.3

A

1004－7913（2015）02－0049－02

楊玉環(huán)（1983—），女，碩士，工程師，主要從事循環(huán)流化床鍋爐清潔燃燒、節(jié)能減排及環(huán)保技術(shù)研究工作。

2014－09－22）