CFB鍋爐爐外半干法脫硫脫硝一體化技術(shù)與應(yīng)用

蘇文德

（廈門國(guó)貿(mào)中順環(huán)保能源股份有限公司，福建 廈門 361022）

CFB鍋爐爐外半干法脫硫脫硝一體化技術(shù)與應(yīng)用

蘇文德

（廈門國(guó)貿(mào)中順環(huán)保能源股份有限公司，福建 廈門 361022）

煤的大量燃燒對(duì)環(huán)境造成不利影響，使得酸雨和霧霾現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，因此夠加強(qiáng)清潔燃煤裝置的開發(fā)應(yīng)用對(duì)煤炭清潔利用具有重要意義，循環(huán)流化床燃燒技術(shù)是相對(duì)使用效率比較高和污染程度較低的煤炭清潔技術(shù)，隨著環(huán)保排放要求越來越高，對(duì)早期建設(shè)的燃煤鍋爐進(jìn)行環(huán)保技改勢(shì)在必行，進(jìn)行CFB鍋爐的爐外半干法脫硫脫硝一體化技術(shù)探討與應(yīng)用，有利于煤炭的燃燒利用向更加清潔化發(fā)展。

CFB鍋爐；循環(huán)流化床半干法；脫硫脫硝；一體化技術(shù)

我國(guó)是煤炭生產(chǎn)的大國(guó)，同時(shí)也是煤炭燃燒利用的大國(guó)，在我國(guó)，煤炭資源的利用是促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展主要的能源資源，煤炭消耗量在不斷增加。燃燒煤在使用的過程中容易對(duì)環(huán)境造成一定污染，對(duì)生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生一定的破壞作用，為了有效改變煤炭燃燒的污染狀況，在研究和發(fā)展中循環(huán)流化床半干法脫硫脫硝一體化技術(shù)逐漸被采用，這種技術(shù)具有能夠有效進(jìn)行負(fù)荷調(diào)節(jié)和提升物料利用率等方面的特點(diǎn)。

1 循環(huán)流化床鍋爐的特點(diǎn)

循環(huán)流化床中的混合物的熱容量要比單相煙氣的熱容量高出很多，循環(huán)流化床鍋爐中燃料的燃燒具有比較穩(wěn)定的特點(diǎn)。循環(huán)流化床鍋爐的主要使用特點(diǎn)就是能夠?qū)⑷剂虾兔摿騽┑葍?nèi)容進(jìn)行多次循環(huán)和反復(fù)地進(jìn)行低溫燃燒和脫硫反應(yīng)等過程，容易造成循環(huán)流化床鍋爐內(nèi)的運(yùn)動(dòng)呈現(xiàn)強(qiáng)烈的狀態(tài)，這就會(huì)使得煤炭燃燒逐漸達(dá)到低NOx排放和較高的脫硫效率和燃燒效率等效果。循環(huán)流化床鍋爐的使用還具有燃料適應(yīng)性比較廣和負(fù)荷調(diào)節(jié)性能好以及能夠綜合利用灰渣等方面的特點(diǎn)。而布置在爐膛出口外的高效分離器能夠從煙氣中分離出大量的灰渣，對(duì)尾部煙道中煙氣的粉塵濃度有效降低，同時(shí)在鍋爐燃燒中也有利于降低尾部受熱面的磨損程度。

循環(huán)流化床鍋爐的運(yùn)行中主要包含著始終流態(tài)情況，在鍋爐啟動(dòng)吹掃的程序時(shí)，物料的狀態(tài)主要呈現(xiàn)為固定床或微流化，而在鍋爐啟動(dòng)和低負(fù)荷時(shí)，鍋爐呈現(xiàn)出鼓泡床的形態(tài)，當(dāng)處于中負(fù)荷或高負(fù)荷的時(shí)候，鍋爐才能夠處于循環(huán)流化床狀態(tài)，在這種狀態(tài)中，鍋爐爐膛的上部和下部溫度能夠保持均勻的狀態(tài)。在進(jìn)行鍋爐壓火時(shí)，其主要處于固定床狀態(tài)中。當(dāng)鍋爐運(yùn)行中出現(xiàn)物料不平衡的現(xiàn)象，容易導(dǎo)致燃燒中的煤質(zhì)發(fā)生較大的變化，使得大風(fēng)量運(yùn)行情況時(shí)有發(fā)生。而由于分離效率的下降以及物料補(bǔ)充的不及時(shí)，就是使得循環(huán)流化床鍋爐的運(yùn)行中出現(xiàn)密相和稀相氣力輸送燃燒的狀況發(fā)生，在這一狀況下鍋爐和比較煤粉爐運(yùn)行工況接近。循環(huán)流化床鍋爐中剛?cè)霠t的煤和其它爐型的使用方法上相同的，都需要首先進(jìn)行預(yù)熱將其內(nèi)在水分逐漸蒸發(fā)，水分蒸發(fā)之后其中析出的揮發(fā)成分在爐內(nèi)密相區(qū)不斷燃燒，而其中顆粒比較小煤會(huì)被強(qiáng)烈的氣流沖擊力進(jìn)行輸送，容易將其輸送到鍋爐內(nèi)的稀相區(qū)進(jìn)行燃燒，沒有燃燒完的炭粒子在燃燒結(jié)束后會(huì)被旋風(fēng)分離器進(jìn)行分離，然后再通過返料器將沒有燃燒完的炭粒子投入到爐內(nèi)繼續(xù)燃燒。顆粒相對(duì)比較大的煤在鍋爐爐膛內(nèi)被流化風(fēng)的風(fēng)力帶到一定高度的情況下，在自由落體的支持下落回到床上，在這樣的循環(huán)下使得燃料煤在爐膛內(nèi)進(jìn)行多次燃燒，直至完全燒盡，促進(jìn)煤炭能夠有效利用。

2 循環(huán)流化床半干法脫硫脫硝一體化技術(shù)

2.1 固相吸附和再生的脫硫脫硝技術(shù)

隨著人們生活水平的不斷提升，已經(jīng)逐漸在追求經(jīng)濟(jì)發(fā)展的同時(shí)追求環(huán)保質(zhì)量的提升，而清潔能源的應(yīng)用已經(jīng)成為發(fā)展趨勢(shì)，也是對(duì)煤炭清潔利用技術(shù)不斷完善發(fā)展的重要契機(jī)。循環(huán)流化床半干法脫硫脫硝一體化技術(shù)的研發(fā)在不斷發(fā)展和完善，當(dāng)前的脫硫脫硝技術(shù)已經(jīng)幾十種，但真正能夠用于經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)的技術(shù)卻并不多，固相吸附/再生脫硫脫硝工藝便是其中重要的代表方法，這種方式主要利用的是固相吸收劑的運(yùn)行原理，通過理化吸附和催化作用來對(duì)燃煤煙氣中的二氧化硫和氮氧化物進(jìn)行去除，而其中的活性炭等成分是能夠進(jìn)行循環(huán)利用的。活性炭吸附法脫硫能夠起到除塵、降溫和調(diào)濕的作用，使得煤炭燃燒不會(huì)產(chǎn)生二次污染的現(xiàn)象發(fā)生，但是這種方式的成本也比較高，在推廣應(yīng)用方面是比較困難的。

2.2 煙氣再循環(huán)低氮燃燒技術(shù)

煙氣再循環(huán)是對(duì)燃燒中所含有的NOx排放量進(jìn)行有效降低的方式之一，在這一技術(shù)中，主要是將引風(fēng)機(jī)出口清潔煙氣經(jīng)再循環(huán)風(fēng)機(jī)回抽之后混入一次風(fēng)機(jī)進(jìn)口而形成的，在這種情況下，對(duì)爐膛密相區(qū)氧濃度有效降低，不斷對(duì)熱力型NOx的生成條件加以抑制，最終實(shí)現(xiàn)NOx的初始濃度降低的效果。

2.3 液相COA脫硝的技術(shù)

液相COA脫硝技術(shù)主要指的是能夠在氣/液段利用相關(guān)工藝方法將煤炭燃燒所產(chǎn)生的一氧化氮轉(zhuǎn)化為二氧化氮，這其中主要采用的技術(shù)方法為雙氧水以及氯酸氧化法的方法，絡(luò)合吸收法對(duì)煤炭燃燒中的二氧化硫和氮氧化物具有比較有效的去除效果，但是這一方法對(duì)脫硫和脫銷的效果確實(shí)不盡相同的，實(shí)際應(yīng)用出現(xiàn)二氧化硫優(yōu)先脫除的情況。

2.4 臭氧脫硝技術(shù)

臭氧氧化吸收脫硝法主要是在將臭氧作為主要的氧化劑的時(shí)候，將煙氣中所具有的在水中不易溶合的氮氧化物等物質(zhì)以相應(yīng)的吸收液的形式進(jìn)行煙氣噴淋洗滌，并且能夠促使氮氧化物向液體中轉(zhuǎn)移，并且有效實(shí)現(xiàn)煙氣的脫銷處理，而全套臭氧氧化脫硝工藝在進(jìn)行操作的過程中更加簡(jiǎn)便，能夠在原有脫硫塔基礎(chǔ)上進(jìn)行脫硫脫硝改造，脫硝效率相對(duì)比較高，根據(jù)煙氣中所含有的氮氧化物具體檢測(cè)情況，能夠有效實(shí)現(xiàn)氧化劑的劑量精確控制，促使系統(tǒng)運(yùn)行效率逐漸提升，系統(tǒng)在運(yùn)行的過程中問題相對(duì)較低，能夠?qū)崿F(xiàn)低溫脫銷的處理效果，對(duì)脫硝系統(tǒng)的停機(jī)檢修時(shí)間不斷減少，滿足環(huán)保的要求。

3 新型循環(huán)流化床半干法聯(lián)合脫硫脫硝具體應(yīng)用

首先可以利用外置分離器與循環(huán)流化床反應(yīng)塔結(jié)合使用的方式，外置分離器所具有的分離作用能夠?qū)Ψ磻?yīng)塔出口的大顆粒進(jìn)行分離，然后對(duì)布?jí)m器煙氣中的顆粒溶度有效降低，同時(shí)使得布袋除塵器負(fù)荷大幅度降低，對(duì)布袋使用壽命能夠有效延長(zhǎng)。

其次是循環(huán)流化床反應(yīng)塔配置外置分離器能夠充分實(shí)現(xiàn)獨(dú)立外循環(huán)，和常規(guī)的除塵器直接匹配空氣斜槽氣動(dòng)調(diào)控返料的方式對(duì)比下，可以發(fā)現(xiàn)利用本技術(shù)的調(diào)控效果比較好，其滯后的情況并不明顯，精確度是相對(duì)比較高的，而對(duì)返料系統(tǒng)又能夠進(jìn)行獨(dú)立控制，不斷促使工藝參數(shù)調(diào)控的范圍擴(kuò)大、適應(yīng)性加強(qiáng)。

最后是新型循環(huán)流化床半干法聯(lián)合脫硫脫硝裝置控制系統(tǒng)的運(yùn)行更加靈活可靠，循環(huán)流化床煙氣脫硫脫硝控制技術(shù)能夠?qū)γ摮赎P(guān)鍵工藝參數(shù)進(jìn)行必要的控制，確保循環(huán)流化床具有較高的脫硫效率。也能夠通過對(duì)給料量和給水量以及再循環(huán)物料量等方面的控制，不斷實(shí)現(xiàn)對(duì)其中顆粒物濃度和溫度等方面參數(shù)進(jìn)行有效調(diào)節(jié)。其中氧化劑給料量的控制主要是根據(jù)反應(yīng)塔進(jìn)入煙氣流量等相關(guān)的濃度參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)的，對(duì)參數(shù)加以必要的控制能夠有效促使新型循環(huán)流化床中的脫除效率能夠達(dá)到具體的標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)新型循環(huán)流化床中的給水量控制主要是通過對(duì)反應(yīng)塔出口煙氣溫度的調(diào)節(jié)而對(duì)溫度發(fā)生反應(yīng)的，不斷保證和促進(jìn)消石灰與SO2和NO2等方面的反應(yīng)。對(duì)再循環(huán)物料量的有效控制主要是根據(jù)反應(yīng)塔入口煙氣流量和塔內(nèi)壓降進(jìn)行顆粒濃度調(diào)節(jié)的，逐漸促進(jìn)反應(yīng)塔良好運(yùn)行。

4 結(jié)語(yǔ)

隨著煤炭燃燒數(shù)量的增加以及人們環(huán)境保護(hù)意識(shí)的增強(qiáng)，必需采取必要的手段對(duì)煤炭燃燒進(jìn)行清潔處理，使得人們對(duì)脫硫脫硝一體化技術(shù)的研發(fā)不斷關(guān)注和重視，并提供一定的支持。CFB鍋爐的循環(huán)流化床半干法脫硫脫硝一體化技術(shù)與應(yīng)用在其使用中涉及到多個(gè)內(nèi)容的工藝方法組合，而循環(huán)流化床半干法脫硫脫硝一體化技術(shù)在工業(yè)化方面的應(yīng)用不僅要對(duì)技術(shù)條件加以考慮，同時(shí)也需要對(duì)經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)力的增強(qiáng)加以有效了解，而當(dāng)前的循環(huán)流化床半干法脫硫脫硝一體化技術(shù)在各個(gè)企業(yè)中的應(yīng)用比較廣泛，能夠?yàn)槠髽I(yè)的發(fā)展提供更好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，也有利于煤炭清潔利用工藝方法的研究和完善。

[1]劉亞芝． 循環(huán)流化床半干法脫硫脫硝脫汞一體化工藝在循環(huán)流化床鍋爐的應(yīng)用[J]． 鍋爐制造,2014,(04):28-30．

[2]熊斌． 新型循環(huán)流化床鍋爐結(jié)構(gòu)布置及氣固流動(dòng)特性的研究[D]．重慶大學(xué) ,2009．

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1671-0711（2017）10（下）-0101-02