循環(huán)流化床鍋爐強(qiáng)化脫硫技術(shù)的研究.pdf

1、循環(huán)流化床(CFB)燃燒技術(shù)由于具有良好而經(jīng)濟(jì)的爐內(nèi)脫硫性能和燃料適應(yīng)性廣等特點(diǎn)而得到了廣泛應(yīng)用。但由于爐內(nèi)高溫脫硫機(jī)理的固有特點(diǎn)，導(dǎo)致CFB鍋爐的脫硫劑利用率較低(通常在20％～45％范圍內(nèi))，即造成一半以上脫硫劑的浪費(fèi)。研究提高CFB鍋爐鈣利用率的方法，無論從鍋爐的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方面還是從環(huán)境保護(hù)方面，都具有重要的理論意義與工程實(shí)用價(jià)值。本文在國家十五攻關(guān)項(xiàng)目子課題“大型CFB鍋爐燃用高硫煤時(shí)提高脫硫效率的研究”的支持下，以降低CFB鍋爐

2、脫硫灰中的CaO含量為目標(biāo)，提出CFB爐內(nèi)高溫脫硫和尾部循環(huán)懸浮式增濕低溫脫硫相結(jié)合的強(qiáng)化脫硫技術(shù)，以使CFB鍋爐在更為經(jīng)濟(jì)有效的脫硫方式下運(yùn)行。 本文首先以石灰石為脫硫劑，在熱重分析儀中對石灰石爐內(nèi)高溫脫硫及其產(chǎn)物的低溫增濕脫硫過程進(jìn)行了模擬研究。實(shí)驗(yàn)證明了石灰石高溫脫硫產(chǎn)物具有低溫增濕再脫硫的能力，增濕活化溫度越低，越有利于低溫脫硫反應(yīng)；高溫脫硫反應(yīng)越不充分，其脫硫灰的低溫增濕脫硫份額越大，對提高整體Ca利用率的貢獻(xiàn)越大。

3、 然后對一臺310t/h循環(huán)流化床鍋爐的脫硫飛灰進(jìn)行了水活化實(shí)驗(yàn)研究，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：脫硫灰中游離CaO轉(zhuǎn)化為Ca(OH)<,2>的水合反應(yīng)速率很快，由于消耗Ca(OH)<,2>的膠凝反應(yīng)伴隨著水合反應(yīng)同時(shí)進(jìn)行，使Ca(OH)<,2>含量呈現(xiàn)快速上升、慢速上升、緩慢下降的波動規(guī)律；隨活化溫度、活化水量的提高，水合反應(yīng)與膠凝反應(yīng)速率均提高，存在使Ca(OH)<,2>含量最大的最佳溫度；水活化可以改善脫硫灰的孔隙結(jié)構(gòu)，水活化后顆粒的孔體

4、積與比表面積均增加，大孔比例增加，有利于再次進(jìn)行脫硫反應(yīng)。 在水活化實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上，在所建的小型流化床實(shí)驗(yàn)臺上進(jìn)行了脫硫灰低溫增濕脫硫特性的實(shí)驗(yàn)研究。當(dāng)脫硫灰的增濕過程在反應(yīng)爐外的增濕活化器內(nèi)進(jìn)行時(shí)，帶有一定水分的脫硫灰顆粒在小型流化床反應(yīng)器內(nèi)的懸浮式脫硫?qū)嶒?yàn)結(jié)果表明：循環(huán)流化床鍋爐脫硫灰經(jīng)過增濕活化后，具有較好的脫硫能力，未反應(yīng)CaO的鈣利用率最大可達(dá)33％。在水鈣摩爾比1～10范圍內(nèi)，脫硫灰顆粒的水分含量越大，越有利于脫硫反應(yīng)；

5、反應(yīng)溫度在60℃～80℃范圍內(nèi)硫鹽化反應(yīng)速率最快。而當(dāng)在小型流化床內(nèi)直接對CFB脫硫灰進(jìn)行霧化噴水增濕時(shí)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明此時(shí)脫硫灰顆粒在懸浮流化運(yùn)動過程中通過捕捉霧化細(xì)水滴進(jìn)行增濕低溫脫硫反應(yīng)。相比于爐外增濕方式，直接霧化噴水脫硫的硫鹽化速率更高，表現(xiàn)出更好的脫硫能力。通過CFB爐內(nèi)脫硫與爐尾增濕低溫脫硫相組合的方式，可將循環(huán)流化床的鈣利用率提高到70％，理論上可將Ca/S摩爾比降低到1.5以下。研究結(jié)果同時(shí)表明顆粒增濕效果與反應(yīng)溫度是影

6、響脫硫灰再脫硫能力的主要因素。而脫硫灰的噴水增濕效果受噴水位置、霧化水滴粒徑、噴水方式的影響顯著。霧化噴水位置在懸浮段內(nèi)部，霧化水滴粒徑與顆粒粒徑相近時(shí)，顆粒捕捉水滴的能力最強(qiáng)，增濕效果最好；增濕水分級噴入方式則可以使脫硫灰顆粒增濕更均勻，并延長快速反應(yīng)的持續(xù)時(shí)間，使反應(yīng)更充分；脫硫灰增濕脫硫的最佳反應(yīng)溫度在80℃左右；另外，實(shí)驗(yàn)結(jié)果同時(shí)表明SO<,2>濃度對脫硫灰噴水增濕脫硫的影響不顯著。 最后，結(jié)合實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果，對脫硫灰增濕