熱能與動(dòng)力工程專業(yè)畢業(yè)論文循環(huán)流化床鍋爐

1、題目：循環(huán)流化床鍋爐運(yùn)行分析以及脫硫技術(shù)次 專升本業(yè)熱能與動(dòng)力工程姓 名那廣峰層學(xué) 號(hào) 1123205631 專班級(jí)熱升1292校指導(dǎo)老師：早宿校外指導(dǎo)老師：東明頁(yè)腳.循環(huán)流化床鍋爐是八十年代發(fā)展起來(lái)的髙效率、低污染和良好綜合利用的燃 煤技術(shù)，由于它在煤種適應(yīng)性和變負(fù)荷能力以及污染物排放上具有的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)， 使其得到迅速發(fā)展。循環(huán)流化床鍋爐的原理及其脫硫工藝等加工技術(shù)的發(fā)展，帶 來(lái)了社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。關(guān)鍵詞：循環(huán)流化床鍋爐加工分析頁(yè)腳.目錄1引言32循環(huán)流化床鍋爐的特點(diǎn)33循環(huán)流化床的燃燒加工過(guò)程43.1循環(huán)流化床煤的燃料著火43. 2循環(huán)流化床煤的破碎特性44循環(huán)流化床鍋爐發(fā)展中存在的一些問(wèn)

2、題及加工剖析54. 1國(guó)目前已運(yùn)行的循環(huán)流化床鍋爐遇到的主要問(wèn)題542鍋爐調(diào)試及運(yùn)行中的控制重點(diǎn)542.1流化不良的預(yù)防方法54. 2. 2超溫結(jié)焦的預(yù)防控制方法542. 3兩床失穩(wěn)預(yù)防控制642. 4堵煤預(yù)防控制與啟動(dòng)調(diào)試65循環(huán)流化床鍋爐脫硫技術(shù)75. 1脫硫技術(shù)概述75.2爐噴入石灰石脫硫技術(shù) 85. 3濕式石灰石一石膏法脫硫工藝 115. 4半干法煙氣脫硫工藝166結(jié)束語(yǔ)19參考文獻(xiàn)19頁(yè)腳.1引言循環(huán)流化床鍋爐采用流態(tài)化的燃燒方式，是介于煤粉爐懸浮 燃燒和鏈條爐固定燃燒之間的燃燒方式，即通常所講的半懸浮燃燒方式。自循環(huán) 流化床燃燒技術(shù)出現(xiàn)以來(lái)，循環(huán)流化床鍋爐已在世界圍得到廣泛的應(yīng)用。

3、循環(huán)流 化床鍋爐是一種國(guó)際公認(rèn)的潔凈煤燃燒技術(shù)，以其燃料適應(yīng)性廣、脫硫效果好、 NOx排放量低、負(fù)荷調(diào)節(jié)性能好等優(yōu)點(diǎn)在我國(guó)燃煤電站中方興未艾。我國(guó)循環(huán)流 化床鍋爐技術(shù)已步入世界先進(jìn)水平，循環(huán)流化床鍋爐總裝機(jī)容量也居世界第一 位，但是，我國(guó)鍋爐的脫硫現(xiàn)狀還不很樂(lè)觀，脫硫系統(tǒng)的可用率、鍋爐脫硫效率 不高，因此循環(huán)流化床鍋爐的應(yīng)用加工還存在不少問(wèn)題，離國(guó)際先進(jìn)水平有一定 差距。2循環(huán)流化床鍋爐的特點(diǎn)由于循環(huán)流化床氣、固兩相混合物的熱容量比單相煙氣的熱 容量大幾十倍甚至幾百倍，循環(huán)流化床鍋爐中燃料的著火、燃燒非常穩(wěn)定。在床 沿爐膛髙度所進(jìn)行的燃燒和傳熱過(guò)程，基本上是在十分均勻的爐膛溫度下(一般 為85

4、(TC90(TC)進(jìn)行的，從而可使循環(huán)流化床鍋爐達(dá)到98%99%的燃燒效率。 在鈣與燃料中的硫摩爾比為115215的情況下可以達(dá)到90%以上的脫硫效率。 由于循環(huán)流化床鍋爐是低溫燃燒，而且燃燒過(guò)程是在整個(gè)爐膛高度上進(jìn)行的，所 以可以方便地組織分級(jí)燃燒，因而可以有效地抑制NOx的生成，降低NOx的排放。 由于爐氣、固兩相流對(duì)受熱面的傳熱是在整個(gè)爐膛進(jìn)行的，不需在床布置埋管受 熱面，因而完全避免了埋管的磨損問(wèn)題。而布置在爐膛出口外的高效分離器可將 大部分固體顆粒從煙氣中分離出來(lái)，大大減少了尾部煙道中煙氣的粉塵濃度，減 少了尾部受熱面的磨損。燃料適應(yīng)性強(qiáng)，由于循環(huán)流化床中的燃料僅占床料的1%-3%,

5、不需要輔 助燃料而燃用任何燃料，可以燃用各種劣質(zhì)煤及其它可燃物，特別包括煤殲石、 髙硫煤、高灰煤、高水分煤、煤泥、垃圾等，可以解決令人頭疼的環(huán)境污染問(wèn)題。 燃燒效率高，循環(huán)流化床比鼓泡床流化床燃燒效率高，燃燒效率通常在97%以 上，基本與煤粉相當(dāng)。脫硫率高，循環(huán)流化床的脫硫方式是最經(jīng)濟(jì)的方式之一, 其脫硫率可以達(dá)到90%。氮氧化物排放低，這是循環(huán)流化床另外一個(gè)非常吸引 人的特點(diǎn)，其主要原因是：一低溫燃燒，燃燒溫度一般控制在850-900C之間， 空氣中的氮氮一般不會(huì)生成NOx；二分段燃燒，抑制氮轉(zhuǎn)化為NOx,并使部分已頁(yè)腳. 生成的NOx得到還原。燃燒強(qiáng)度高，爐膛截面積小，負(fù)荷調(diào)節(jié)圍大，調(diào)節(jié)速

6、度 快。易于實(shí)現(xiàn)灰渣綜合利用，由于其灰渣含炭量較低，屬于低溫?zé)福兄?大的利用價(jià)值。燃料預(yù)處理系統(tǒng)簡(jiǎn)單，其燃料的粒度一般小于12mm,破碎系 統(tǒng)比煤粉爐更為簡(jiǎn)化。3循環(huán)流化床的燃燒加工過(guò)程循環(huán)流化床鍋爐的脫硫原理是在燃燒中加入適當(dāng)比例和顆粒度的石灰石與 燃料一起進(jìn)行循環(huán)燃燒，加入的石灰石在爐循環(huán)時(shí)間長(zhǎng)，使石灰石磨得非常細(xì)的 時(shí)候才會(huì)從分離器中飛到后面去。循環(huán)流化床鍋爐的燃燒溫度是900工左右， 這一溫度既能抑制二氧化硫的生成，又使石灰石能充分分解。煤粒送入循環(huán)流化床迅速受到髙溫物料和煙氣的輻射而被加熱，首先水分蒸 發(fā)，然后煤粒中的揮發(fā)份析出并燃燒、最后是焦炭的燃燒。其間伴隨著煤粒的破 碎、

7、磨損，而且揮發(fā)份析出燃燒過(guò)程與焦炭燃燒過(guò)程都有一定的重疊。循環(huán)流化 床沿髙度方向可以分為密相床層和稀相空間，密相床層運(yùn)行在鼓泡床和紊流床狀 態(tài)。循環(huán)流化床絕大部分是惰性的灼熱床料，其中的可燃物只占很小的一部分。 這些灼熱的床料成為煤顆粒的加熱源，在加熱過(guò)程中，所吸收的熱量只占床層總 熱容量的千之幾，而煤粒在10秒鐘左右就可以燃燒（顆粒平均直徑在08価）, 所以對(duì)床溫的影響很小。3. 1循環(huán)流化床煤的燃料著火流化床燃料著火的方式，固體質(zhì)點(diǎn)表面溫度起著關(guān)鍵作用，是產(chǎn)生著火的點(diǎn) 灶熱源，這類固體近質(zhì)點(diǎn)可以是細(xì)煤粒，也可以是經(jīng)分離后的高溫灰?；蛘呤遣?風(fēng)板上的床料。當(dāng)固體質(zhì)點(diǎn)表面溫度上升時(shí)，煤顆粒會(huì)出

8、現(xiàn)迅猛著火。另外，顆 粒直徑大小對(duì)著火也有很大的影響，對(duì)一定反應(yīng)能力的煤種，在一定的溫度水平 之下，有一臨界的著火粒徑，小于這個(gè)顆粒直徑，因?yàn)樯釗p失過(guò)大，燃料顆粒 就不能著火，逸出爐膛。3. 2循環(huán)流化床煤的破碎特性煤在流化床的破碎特性是指煤粒在進(jìn)入高溫流化床后粒度急劇減小的一種 性質(zhì)。但引起粒度減小的因素還有顆粒與劇烈運(yùn)動(dòng)的床層間磨損以及埋管受熱面 的碰撞等。影響顆粒磨損的主要因素是顆粒表面的結(jié)構(gòu)特性、機(jī)械強(qiáng)度以及外部 操作條件等。磨損的作用貫穿于整個(gè)燃燒過(guò)程。煤粒進(jìn)入流化床時(shí)，受到熾熱床 料的加熱，水份蒸發(fā)，當(dāng)煤粒溫度達(dá)到熱解溫度時(shí)，煤粒發(fā)生脫揮發(fā)份反應(yīng)，對(duì) 于高揮發(fā)份的煤種，熱解期間將

9、伴隨一個(gè)短時(shí)發(fā)生的擬塑性階段，顆粒部產(chǎn)生明 顯的壓力梯度，一旦壓力超過(guò)一定值，已經(jīng)固化的顆粒表層可能會(huì)崩裂而形成破 碎；對(duì)低揮發(fā)份煤種，塑性狀態(tài)雖不明顯，但顆粒部的熱解產(chǎn)物需克服致密的孔 隙結(jié)構(gòu)都能從煤粒中逸出，因此顆粒部也會(huì)產(chǎn)生較高的壓力，另外，由于髙溫顆頁(yè)腳. 粒群的擠壓，顆粒部溫度分布不均勻引起的熱應(yīng)力，這種熱應(yīng)力都會(huì)引起煤顆粒 破碎。煤粒破碎后會(huì)形成大量的細(xì)小粒子，特別是一些可揚(yáng)析粒子會(huì)影響鍋爐的 燃燒效率。細(xì)煤粒一般會(huì)逃離旋風(fēng)分離器，成為不完全燃燒損失的主要部分。破 碎分為一級(jí)破碎和二級(jí)破碎，一級(jí)破碎是由于揮發(fā)份逸出產(chǎn)生的壓力和孔隙網(wǎng)絡(luò) 中揮發(fā)份壓力增加而引起的。二破碎是由于作為顆粒

10、的聯(lián)結(jié)體一一形狀不規(guī)則的 聯(lián)結(jié)“骨架”（類似于網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)）被燒斷而引起的破碎。煤的破碎發(fā)生的同時(shí)也 會(huì)發(fā)生顆粒的膨脹，煤的結(jié)構(gòu)將發(fā)生很大的變化。一般破碎和膨脹受下列因素的 影響：揮發(fā)份析出量；在揮發(fā)份析出時(shí)，碳水化合物形成的平均質(zhì)量；顆粒直徑； 床溫；在煤結(jié)構(gòu)中有效的孔隙數(shù)量；母粒的孔隙結(jié)構(gòu)等。4循環(huán)流化床鍋爐發(fā)展中存在的一些問(wèn)題及加工剖析由于循環(huán)流化床鍋爐爐膛沒(méi)有設(shè)置埋管，不存在磨管現(xiàn)象。也不存在點(diǎn)火時(shí)有一部分熱量被水冷系統(tǒng)帶走的問(wèn)題，點(diǎn)火啟動(dòng)，停爐都比較方 便。冷爐狀態(tài)20分鐘爐子就可以點(diǎn)著，熱爐狀態(tài)只用5到6分鐘，一般壓火24 小時(shí)沒(méi)有問(wèn)題，環(huán)境污染小。由于循環(huán)流化床鍋爐的低溫燃燒特性，二

11、氧化硫和 氮氧化物排放濃度非常低（氮氧化物的生成溫度約為1000 J其排放濃度可控 制在200PPM以下），是鏈條爐和煤粉所不容易實(shí)現(xiàn)的。由于循環(huán)燃燒使它的爐渣 幾乎不含碳，呈黃褐色小顆粒，可以作為水泥制品的摻和料。并相對(duì)減少了總出 渣量。4.1國(guó)目前已運(yùn)行的循環(huán)流化床鍋爐遇到的主要問(wèn)題有：爐蒸發(fā)量不到設(shè)計(jì)的額定值；高溫分離器和物料返送器結(jié)焦；耐火材 料和受熱面磨損；鍋爐排煙溫度偏高。4.2鍋爐調(diào)試及運(yùn)行中的控制重點(diǎn)：4.2.1流化不良的預(yù)防方法：必需保證布風(fēng)板風(fēng)帽小孔的暢通，這就要求在加床料之前把風(fēng)帽小孔及床 面清理干凈；運(yùn)行后一次風(fēng)量必需大于臨界流化風(fēng)量；升溫升壓過(guò)程中，控 制升溫速度，防

12、止?fàn)t耐磨耐火材料脫落堵塞風(fēng)帽；原煤粒度控制在610mm 之間，避免因?yàn)樵毫６冗^(guò)大流化不良；控制燃煤中殲石及鐵塊的含量，定期 將大顆粒物料排除，確保流化良好。在升負(fù)荷及調(diào)整過(guò)程中，加煤和調(diào)風(fēng)不能 猛增猛減。4.2.2超溫結(jié)焦的預(yù)防控制方法：控制合理的床壓，防止燃煤直接接觸風(fēng)帽造成燃煤堆積爆燃超溫結(jié)焦。 點(diǎn)火啟動(dòng)階段，控制合理油槍配風(fēng)，保證燃油完全燃燒，避免未燃盡油霧沾附在 煤粒上造成結(jié)焦。頁(yè)腳.4.2.3兩床失穩(wěn)預(yù)防控制：運(yùn)行中給煤、返料量、排渣控制合理，保證兩側(cè)床壓一致。給煤量調(diào)整 時(shí)應(yīng)將各點(diǎn)給煤均勻，使燃煤在整個(gè)床面分布均勻，如一側(cè)給煤量減少時(shí)，應(yīng)立 即減少另一側(cè)給煤量，控制爐膛兩側(cè)床壓偏

13、差小于2. 5kPa0爐膛兩側(cè)外置床 返料量調(diào)整基本一致，避免因?yàn)榉盗狭科疃a(chǎn)生床溫床壓偏差。調(diào)整爐膛兩 側(cè)風(fēng)量及給煤量，使兩側(cè)床溫及一次風(fēng)量均衡。4.2.4堵煤預(yù)防控制與啟動(dòng)調(diào)試：循環(huán)流化床鍋爐無(wú)煤粉制備系統(tǒng)，粗、細(xì)碎煤機(jī)將原煤破碎成68mm的 煤粒后進(jìn)入原煤斗，再通過(guò)給煤機(jī)直接進(jìn)入爐。由于破碎后的煤粒表面積增大， 水分、水分增髙，因此極易在碎煤機(jī)、原煤斗、給煤機(jī)落煤口等部位發(fā)生堵煤現(xiàn) 象。堵煤時(shí)將直接危及鍋爐的穩(wěn)定運(yùn)行，主要故障有：a原煤破碎設(shè)備堵塞：原 煤破碎設(shè)備堵塞是指原煤粘在破碎機(jī)出口及入口管道上，導(dǎo)致下煤不暢輸煤中 斷，或原煤粘在破碎機(jī)部導(dǎo)致破碎機(jī)堵塞；b原煤斗堵煤：原煤斗堵煤是

14、由于破 碎后的煤粒在原煤斗受到擠壓，導(dǎo)致在原煤斗搭橋下煤不暢；且原煤斗設(shè)計(jì)為方 形，原煤和煤斗之間的接觸面積增大，下煤阻力增大導(dǎo)致原煤斗堵煤；c落煤口 堵煤：進(jìn)入落煤口的煤粒由于受到回灰的加熱，導(dǎo)致煤粒中外水分大量蒸發(fā)，上 升水蒸汽在落煤口聚集并冷凝成水滴，最終導(dǎo)致煤粒搭橋堵塞落煤口。d運(yùn)行中 不但要加強(qiáng)給煤設(shè)備的監(jiān)視及維護(hù)，還要注意以上區(qū)域是否堵煤，如發(fā)生堵煤應(yīng) 及時(shí)疏通，在給煤恢復(fù)后應(yīng)注意燃燒及汽溫的控制。啟動(dòng)調(diào)試的主要容：a風(fēng) 量測(cè)量裝置的標(biāo)定o鍋爐燃燒風(fēng)量是運(yùn)行人員調(diào)整燃燒的的重要依據(jù)，其測(cè)量的 準(zhǔn)確性直接影響到鍋爐的經(jīng)濟(jì)安全運(yùn)行。安裝在鍋爐風(fēng)道上的風(fēng)量測(cè)量裝置，往 往由于安裝位置管道

15、直段不能滿足設(shè)計(jì)要求、裝置加工誤差等原因使流量系數(shù)偏 離設(shè)計(jì)值，為鍋爐運(yùn)行的需要，我們對(duì)鍋爐主要的風(fēng)量進(jìn)行了測(cè)量。按等截面布 置測(cè)量點(diǎn)，標(biāo)準(zhǔn)測(cè)速元件采用畢托管，壓差信號(hào)用電子微壓計(jì)讀取。由于風(fēng)量測(cè) 量裝置廠家的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)在試運(yùn)期間多次修改，根據(jù)廠家最后提供的數(shù)據(jù)，DCS上 顯示風(fēng)量與實(shí)測(cè)值基本相符。b風(fēng)量調(diào)節(jié)擋板檢查。風(fēng)門擋板檢查在沖管結(jié)束后 進(jìn)行，通過(guò)實(shí)地檢查及在全關(guān)、全開狀態(tài)下風(fēng)量測(cè)量及管道壓力判斷風(fēng)門能否關(guān) 嚴(yán)，并檢查判斷與指示開度位置、DCS顯示是否一致。要通過(guò)多次反復(fù)檢查，鍋 爐風(fēng)系統(tǒng)如有較多的風(fēng)門檔板實(shí)際位置與DCS顯示不符的問(wèn)題已解決，單多數(shù)調(diào) 節(jié)檔板全關(guān)狀態(tài)下關(guān)閉不嚴(yán)，仍需進(jìn)一步

16、解決。c冷渣器布風(fēng)板阻力試驗(yàn)及風(fēng)室 間竄風(fēng)情況檢查。冷渣器布風(fēng)板阻力試驗(yàn)由于冷卻風(fēng)量小、波動(dòng)大，數(shù)據(jù)可靠性 差，由此計(jì)算出的風(fēng)量值不可靠，因此無(wú)法整理出合理的風(fēng)量與布風(fēng)板阻力的關(guān) 系曲線。冷渣器風(fēng)室間竄風(fēng)將會(huì)影響冷渣器物料的流化，特別是在爐膛排渣量較 大時(shí)，選擇室的流化質(zhì)量更難保證，最后導(dǎo)致冷渣器堵塞，冷渣器風(fēng)室間竄風(fēng)檢 查非常必要，熱工調(diào)試容包括：熱工信號(hào)及連鎖保護(hù)校驗(yàn)、熱工信號(hào)邏輯及報(bào)警 系統(tǒng)試驗(yàn)、鍋爐爐膛安全監(jiān)控系統(tǒng)試驗(yàn)、負(fù)責(zé)DCS端子排以外的熱控裝置的二次 調(diào)整、鍋爐各種自動(dòng)及保護(hù)的投運(yùn)等。5循環(huán)流化床鍋爐的脫硫技術(shù)5. 1脫硫技術(shù)概述S02控制技術(shù)的研究，從20世紀(jì)初至今已有百年的歷

17、史。自20世紀(jì)60年代頁(yè)腳. 起，一些工業(yè)化國(guó)家相繼制定了嚴(yán)格的法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)，限制煤炭燃燒過(guò)程中S02等 污染物的排放，這一措施極促進(jìn)了 so控制技術(shù)的發(fā)展。目前世界各國(guó)開發(fā)、研 制、使用的S0?控制技術(shù)已超過(guò)200種，這些技術(shù)概括起來(lái)可以分為三大類：燃 燒前脫硫、燃燒中脫硫以及燃燒后脫硫。（1）燃燒前脫硫技術(shù)主要是指煤炭選洗技術(shù)，應(yīng)用物理方法、化學(xué)法或微生 物法去除或減少原煤中所含的硫分和灰分等雜質(zhì)，從而達(dá)到脫硫的目的。這種方 法投資大、運(yùn)行成本髙，因此僅在對(duì)煤質(zhì)要求高的領(lǐng)域才用到。（2）燃燒中脫硫，是在煤燃燒的過(guò)程中同時(shí)投入一定量的脫硫劑，在燃燒時(shí) 脫硫劑將SO?脫除。在煤的燃燒過(guò)程中加入石

18、灰石（CaCOj或白云石（CaCOa或 MgCOj粉作脫硫劑，CaC0；. MgCOs,受熱分解生成CaO、MgO,與煙氣中SO?反應(yīng) 生成硫酸鹽，隨灰渣排出，從而達(dá)到脫硫目的。在我國(guó)，燃燒中脫硫的方法主要 有型煤固硫、循環(huán)流化床燃燒脫硫、水煤漿燃燒技術(shù)和爐噴鈣等。（3）燃燒后脫硫，即煙氣脫硫，是在煙道處加裝脫硫設(shè)備，對(duì)煙氣進(jìn)行脫硫 的方法，它是目前大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用最多的脫硫方法。燃燒后脫硫即煙氣脫硫 （Flue Gas Desulfurization, FCD）,被公認(rèn)為最有效也是應(yīng)用最廣泛的一項(xiàng) 脫硫技術(shù)。此外，各類脫硫技術(shù)按吸收劑、脫硫產(chǎn)物在脫硫過(guò)程中的干濕狀態(tài)分 為干法、半干法和濕法；

19、按生成物的處置方式分為回收法和拋棄法；按脫硫劑是 否循環(huán)使用分為再生法和非再生法。濕法脫硫技術(shù)是含有吸收劑的溶液或漿液在濕狀態(tài)下脫硫和處理脫硫產(chǎn)物， 該法具有脫硫反應(yīng)速度快、煤種適應(yīng)性強(qiáng)、脫硫效率髙和吸收劑利用率髙等優(yōu)點(diǎn), 但普遍存在腐蝕嚴(yán)重、運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用高及易造成二次污染等問(wèn)題。干法脫硫技術(shù)的脫硫吸收和產(chǎn)物處理均在干狀態(tài)下進(jìn)行，該法具有無(wú)污水廢 酸排除、設(shè)備腐蝕小，煙氣在凈化過(guò)程中無(wú)明顯溫降、凈化后煙溫高、利用煙囪 排氣擴(kuò)散等優(yōu)點(diǎn)，但存在脫硫效率低、反應(yīng)速度較慢、吸收劑消耗量大等問(wèn)題。半干法脫硫技術(shù)兼有干法與濕法的一些特點(diǎn)，是脫硫劑在干燥狀態(tài)下脫硫在 濕狀態(tài)下再生或者在濕狀態(tài)下處理脫硫在干狀

20、態(tài)下處理脫硫產(chǎn)物的脫硫技術(shù)。特 別是在濕狀態(tài)下脫硫在干狀態(tài)下處理脫硫產(chǎn)物的半干法，以其既有濕法脫硫反應(yīng) 速度快、脫硫效率高的優(yōu)點(diǎn)，又有干法無(wú)污水廢酸排出、脫硫后產(chǎn)物易于處理的 好處而受到人們廣泛的關(guān)注。目前循環(huán)流化床鍋爐所采用的脫硫技術(shù)，主要以燃燒中脫硫和燃燒后脫硫?yàn)?主，且絕大多數(shù)技術(shù)可以應(yīng)用在煤粉鍋爐和CFB鍋爐中。課題組根據(jù)目前國(guó)外CFB鍋爐實(shí)際所采用的主要脫硫技術(shù)進(jìn)行了深入和廣 泛的研究，現(xiàn)將研究的主要脫硫技術(shù)進(jìn)行介紹。5.2爐噴入石灰石脫硫技術(shù)頁(yè)腳.5.2.1爐噴入石灰石脫硫工藝原理目前國(guó)外CFB鍋爐多數(shù)采用是傳統(tǒng)的爐噴入石灰石粉脫硫工藝，這是一種在 煤燃燒中進(jìn)行脫硫的工藝。脫硫用石

21、灰石主要成分為CaCO：“噴入爐膛的CaCO；i高 溫慨燒分解成CaO,與煙氣中的SO?發(fā)生反應(yīng)，生成CaSO從而達(dá)到脫硫的目 的。石灰石在循環(huán)流化床鍋爐的脫硫過(guò)程主要分以下三個(gè)步驟來(lái)完成：（1）石灰石的鍛燒分解在進(jìn)入爐膛后，當(dāng)床溫超過(guò)其鍛燒平衡溫度時(shí)，將發(fā)生煨燒分解反應(yīng)：CaCOy t CaO + CO2 一 183 kJ/molCaCO3 MgCO、 CaO + MgO + 2CO2 一 486 kJ J mol石灰石是一種致密的不規(guī)則結(jié)構(gòu)，其孔隙容積和比表面積都很小，煨燒后首 先生成多孔的CaO, 方面有利于存集反應(yīng)產(chǎn)物，另一方面可以使反應(yīng)氣體穿透 至顆粒部進(jìn)行反應(yīng)。煨燒過(guò)程中，石灰石顆

22、粒孔隙容積不斷擴(kuò)大，比表面積不斷 增加。（2）硫的析出和氧化燃料煤中的硫可以分為有機(jī)硫、黃鐵礦硫、硫酸鹽和元素硫四種形式，其中 黃鐵礦、有機(jī)硫和元素硫是可燃硫，硫酸鹽硫是不可燃硫，元素硫的含量極少， 而黃鐵礦硫和有機(jī)硫是燃煤中SOi生成的主要來(lái)源。S + O2 = SO2 + 296 kJ / mol有機(jī)硫在煤加熱至40（TC時(shí)開始大量分解，黃鐵礦硫在300C時(shí)開始失去硫 分，在65（rc以上開始大量分解，最終在遇氧氣等氧化性物質(zhì)時(shí)逐步被氧化生成 為 S02o有關(guān)實(shí)驗(yàn)表明，煤在被加熱并燃燒的過(guò)程中，so,的析出呈現(xiàn)出明顯的階段 性。前期的析出高峰是由于揮發(fā)分析出及著火而形成的，析出的時(shí)間會(huì)因床

23、層溫 度的升高而不斷提前，且S0?的析出速率較高；后期的析出髙峰是對(duì)應(yīng)于黃鐵礦 硫形成的so-持續(xù)時(shí)間可達(dá)數(shù)分鐘，SO的析出速率相對(duì)前期較低。煤中的硫以 S02形式析出的總轉(zhuǎn)化率很高，在1000C時(shí)可達(dá)到9095%。（3）硫酸鹽的生成由于館0與S0?的反應(yīng)速度很低，一般情況下可認(rèn)為是惰性的，CaO將在有 富余氧氣時(shí)與S0發(fā)生如下硫酸鹽化反應(yīng)：CaO + SO, +C（iSO）+ 500/ niol相關(guān)實(shí)驗(yàn)研究表明：燃燒溫若小于80（rc時(shí)，脫硫反應(yīng)的速率很低，從而引頁(yè)腳. 起床料中石灰石捕獲S0?的效果降低，難以達(dá)到有效脫硫；相反，當(dāng)燃燒溫度過(guò) 高（920“C）時(shí)，雖然反應(yīng)速率很高，但脫硫效率

24、反而會(huì)下降，原因是溫度過(guò)高, 會(huì)引起石灰石顆粒的表面孔隙過(guò)早堵塞，而孔物質(zhì)未得到充分利用；同時(shí)，溫度 過(guò)髙時(shí)，顆粒表面會(huì)產(chǎn)生局部低氧和還原氣氛，使已經(jīng)生成的CaSO.,重新分解 為CaO并釋放出S0“從而降低脫硫劑的利用率。大部分石灰石與白云石的孔隙率很低，圍在0.3%12%,但經(jīng)過(guò)高溫鍛燒后 CaO的孔隙率可以高達(dá)50%,為脫硫反應(yīng)創(chuàng)造有利條件；由于爐強(qiáng)烈的湍流混合 與顆粒的沖刷摩擦，使得氣固傳質(zhì)和接觸吸收反應(yīng)效率很髙.從而達(dá)到高的脫硫 率。理論上，硫鹽化反應(yīng)中CaO與S0?按照等摩爾進(jìn)行，但通常循環(huán)流化床的鈣 利用率只有20曠45%。這是因?yàn)槊摿虍a(chǎn)物CaSO3的摩爾體積（52. 16cm7

25、mol）比 CaO（17. 26cm7mol）大，使孔隙堵塞阻止部CaO的進(jìn)一步反應(yīng)。因此，即使經(jīng)過(guò) 很長(zhǎng)的反應(yīng)時(shí)間，鈣利用率仍然很低。循環(huán)流化床鍋爐的鈣利用率較低，即一半以上的脫硫劑沒(méi)有參與脫硫反應(yīng)。 為了將循環(huán)流化床鍋爐煙氣中的S0脫除至90%以上，就需要增加石灰石用量， 往往需要更髙的鈣硫比（2.5左右），有時(shí)即使增加鈣硫比也難以達(dá)到所要求的 脫硫率。為了提高循環(huán)流化床脫硫的鈣利用率，國(guó)外學(xué)者圍繞這一目標(biāo)開展了廣泛的 研究，主要體現(xiàn)在：對(duì)反應(yīng)后的脫硫劑進(jìn)行循環(huán)再利用，使?fàn)t湍流運(yùn)動(dòng)強(qiáng)烈。 5.2.2爐噴入石灰石脫硫系統(tǒng)構(gòu)成CFB鍋爐一般采用向爐添加石灰石顆粒的方法來(lái)脫除SO-只需要配置將石

26、灰 石粉（石灰石粉可以自己制備或外購(gòu)）加入爐膛的輸送給料系統(tǒng)（通常采用氣力 輸送），系統(tǒng)比較簡(jiǎn)單。典型的石灰石添加系統(tǒng)。石灰石粉倉(cāng)中儲(chǔ)存的石灰石粉, 經(jīng)過(guò)兩級(jí)緩沖倉(cāng)后，由給粉機(jī)控制石灰石的下料量。由空氣壓縮機(jī)產(chǎn)生的壓縮空 氣，通過(guò)射流混合器與石灰石粉混合，通過(guò)管道進(jìn)行濃相輸送，從鍋爐爐膛二次 風(fēng)口附近或回料管位置，送入爐膛。5.2.3影響爐噴入石灰石脫硫工藝的因素影響脫硫率的因素很多，主要因素是石灰石活性、床層溫度、鈣硫比和石灰 石的粒度，此外還有床層高度、流化速度、石灰石性能、機(jī)械強(qiáng)度、含水量以及 煤種、煙氣含氧量等。這些因素的綜合影響決定了脫硫率的大小.不同的情況， 主導(dǎo)導(dǎo)因素也不同。（1

27、）吸收劑的反應(yīng)活性與脫硫反應(yīng)性能實(shí)驗(yàn)室評(píng)價(jià)吸收劑的反應(yīng)活性簡(jiǎn)單的講，是指吸收劑與二氧化硫進(jìn)行表面化學(xué)反應(yīng)的難 易程度，受石灰石成分和部微觀結(jié)構(gòu)等的影響。研究表明，鍛燒后具有大的平均頁(yè)腳. 孔徑和大的比表面積，往往意味著更好的脫硫性能。大的孔徑可以延緩孔隙的堵 塞，延長(zhǎng)反應(yīng)時(shí)間，而大的比表面積意味著更多的參與反應(yīng)的面積。其中，大的 比表面積對(duì)于脫硫性能具有更大的意義，往往鍛燒后具有大的比表面積的石灰石 具有更好的脫硫性能。(2) 床溫硫酸鹽化的反應(yīng)速度一開始隨溫度升髙而升髙，在80085(rc時(shí)達(dá)到最佳 值。之后隨溫度升高，反應(yīng)速度開始下降。這是因?yàn)檠趸}的空隙被迅速生成的 CaSOi堵塞，從而

28、阻止了吸收劑的進(jìn)一步反應(yīng)。在更髙的溫度下，CaSO,還會(huì)逆相 分解放出S0-進(jìn)一步降低硫酸鹽化的化學(xué)反應(yīng)速度。(3) Ca/S摩爾比Ca/S摩爾比直接反映了加入爐石灰石的相對(duì)量的多少。隨著石灰石量加入 的增加，SO?與石灰石接觸反應(yīng)的幾率增加，脫硫效率上升。但隨著加入石灰石 量的繼續(xù)增加，對(duì)脫硫效率的提升逐漸減少。(4) 氣相停留時(shí)間及爐膛高度S02在爐的停留時(shí)間越長(zhǎng)，與吸收劑的接觸時(shí)間越長(zhǎng)，越有利于S0?的脫除， 但硫酸鹽化反應(yīng)的速度取決于SOr的濃度。因此循環(huán)流化床增加爐膛髙度以延長(zhǎng) S02停留時(shí)間對(duì)脫硫效果的促進(jìn)左右是指數(shù)衰減的，在實(shí)際循環(huán)流化床爐膛，氣 體停留時(shí)間一般為25s,繼續(xù)提高

29、爐膛對(duì)脫硫效果的改善作用很小。(5) 固體停留時(shí)間、石灰石粒度及旋風(fēng)分離器的效率由于吸收劑的硫酸鹽化速度較慢，對(duì)于中等粒度石灰石粉，其在循環(huán)流化床 循環(huán)系統(tǒng)中停留時(shí)間對(duì)脫硫性能影響極大，停留時(shí)間越長(zhǎng)轉(zhuǎn)化為CaSO,的程度也 越大，但存在一個(gè)最大硫酸鹽化程度。固體顆粒的停留時(shí)間與固體顆粒的粒徑及 旋風(fēng)分離器的工作性能密切相關(guān)。顆粒越細(xì)，則表面積越大，吸收劑的可利用率 越髙；但如果太細(xì)，以至超過(guò)了分離器的分離粒徑，則吸收劑的利用會(huì)因停留時(shí) 間太短而降低。5. 3濕式石灰石一石膏法脫硫工藝5. 3.1濕式石灰石一石膏法脫硫工藝原理煙氣脫硫工藝多達(dá)180種，然而具有工業(yè)應(yīng)用價(jià)值的不過(guò)10余種。目前，

30、在火電廠中常用的煙氣脫硫工藝有：濕式石灰石一石膏法脫硫、煙氣循環(huán)流化床 脫硫、噴霧于燥法、爐噴鈣尾部增濕活化法、海水法、電子束法、氨法、鎂法等。 現(xiàn)有的煙氣脫硫工藝中，濕式石灰/石灰石洗滌工藝技術(shù)最為成熟，運(yùn)行最為可 靠，濕式石灰石-石膏法煙氣脫硫技術(shù)目前在火電廠中應(yīng)用最多，市場(chǎng)占有率達(dá) 90%以上。頁(yè)腳.濕式石灰石一石膏法是利用石灰石（CaCOj的漿液做吸收劑，吸收煙氣中S0? 的方法，反應(yīng)生成物是石膏，吸收SO?的反應(yīng)主要發(fā)生在吸收塔，S0?的脫除步驟 分為：（1）向吸收塔下部的漿液池中加入新鮮的石灰石漿液。加入固態(tài)（s）石灰石，即可消耗吸收塔漿液中氫離子，也可以生成最終產(chǎn)物 所需的鈣離子

31、。CuCOg o C（嚴(yán) + CO/石灰石在漿液中的溶解，是按照上述反應(yīng)式進(jìn)行，由化學(xué)過(guò)程（反應(yīng)動(dòng)力學(xué) 過(guò)程）和物理過(guò)程（反應(yīng)物從石灰石粒子中遷移出的擴(kuò)散過(guò)程）決定。當(dāng)pH值 在5.07. 0之間時(shí)，這兩種過(guò)程一樣重要。當(dāng)pH值較低時(shí)，有利于CaCOj的溶 解，當(dāng)若CaC03含量過(guò)高，在最終產(chǎn)物和廢水中的CaCOj含量也都會(huì)增高，一方 面增加了吸收劑的消耗，另一方面降低了石膏的質(zhì)量。因此，在實(shí)際工程應(yīng)用中， 需求兩者的平衡點(diǎn)，選用既有利于石灰石的溶解又有利于S0高效脫除的pH值 圍。（2）石灰石漿液由塔的上部噴入，并在塔與S0?發(fā)生物理吸收和化學(xué)反應(yīng)， 最終生成亞硫酸鈣。在吸收塔，煙氣中的氣相

32、（g） SO進(jìn)入漿液中形成液相（aq）,首先發(fā)生了 如下反應(yīng)。SQ（g）oSQ（呦SO2（aq） + H2O o + HSO；HSO； o 才 + SO亍在吸收塔中，漿液的pH值基本上在5.06. 0之間，所以進(jìn)入水中的S0?主 要以HS0：離子的型式存在。加入吸收劑CaCO：后，可以消耗氫離子，使反應(yīng)向右 進(jìn)行。CO；- + H + o HCO；HCO； +H* o HQ + COgq）CO2（aq） o CO2（g）（3）亞硫酸鈣在漿液池中被強(qiáng)制氧化生成CaSO, - 2H.0 （石膏）。濕法脫硫工藝采用氧化風(fēng)機(jī)向吸收塔漿液槽中鼓入空氣，HSO,被強(qiáng)制氧化成 為sor,反應(yīng)式如下：HSO；

33、 + 軌 o HSO； + SO/氧化反應(yīng)的結(jié)果，使大量HSO,轉(zhuǎn)化成S0L,生成的SO廣與Cf發(fā)生反應(yīng)，生 成溶解度相對(duì)較小的CaS0加大了 S0?溶解的推動(dòng)力，從而使SO?不斷的由氣相 轉(zhuǎn)移到液相，達(dá)到脫除S0?的目的。頁(yè)腳.（4）將石膏漿液由漿液池排除，通過(guò)水里旌流器、石膏脫水機(jī)，最終分理處 含水率小于10%的石膏。在吸收塔形成硫酸鹽后，吸收S0?的反應(yīng)進(jìn)入最后階段，即生成固態(tài)鹽類結(jié) 晶，并從溶液中析出。濕法脫硫工藝生成的是硫酸鈣，從溶液中析出的是石膏 CaSO, - 2H,0o反應(yīng)式如下：Ca2+ + SO； + 2比 0 o CaSOA - 2比0（巧控制石膏結(jié)晶，使其生成易于分離和

34、脫水的石膏顆粒是很重要的。在可能的條件下， 石有晶體最好是粗顆粒。溶液中，相對(duì)過(guò)飽和度不同，晶種的密度會(huì)不同，相對(duì)過(guò)飽和度越 大，晶種密度越高。當(dāng)達(dá)到一定的相對(duì)過(guò)飽和度時(shí)，現(xiàn)有的晶體可進(jìn)一步增長(zhǎng)而生成大的石 膏顆粒。5. 3. 2濕式石灰石一石膏法脫硫系統(tǒng)構(gòu)成典型的石灰石-石膏法濕法脫硫系統(tǒng)工藝流程，主要由煙氣系統(tǒng)、S0?吸收系 統(tǒng)、石灰石漿液制備系統(tǒng)、石膏脫水系統(tǒng)、廢水處理系統(tǒng)、公用系統(tǒng)（工藝水、 壓縮空氣、事故漿液罐系統(tǒng)等）、熱工控制系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)等組成。（1）煙氣系統(tǒng)來(lái)自鍋爐引風(fēng)機(jī)出口的煙氣從FGD原煙氣進(jìn)口擋板門進(jìn)入FGD系統(tǒng)，經(jīng)FGD 增壓風(fēng)機(jī)送至煙氣再熱器，如回轉(zhuǎn)式煙氣一煙氣加熱器

35、（GGH）o在GGH中，原煙 氣（未經(jīng)處理）與來(lái)自吸收塔凈煙氣進(jìn)行熱交換后被冷卻，被冷卻的原煙氣進(jìn)入 吸收塔與吸收塔與噴淋的吸收劑漿液接觸反應(yīng)以除去S02e脫硫后的飽和煙氣 （509左右）經(jīng)除霧器后進(jìn)入GGH的升溫側(cè)被加熱至809以上，然后從FGD凈 煙氣出口擋板進(jìn)入煙囪排入大氣。（2）SO?吸收系統(tǒng)吸收塔是FGD系統(tǒng)的核心部分，由多種類型，主要有填料塔、液柱塔、鼓泡 塔及噴淋塔等。吸收塔的主要作用是吸收煙氣中的S0?并產(chǎn)生石膏晶體。對(duì)噴淋 塔，其流程為：來(lái)自GGH的煙氣自吸收塔側(cè)面進(jìn)入塔，煙氣從下往上流經(jīng)吸收塔 時(shí)，與來(lái)自吸收塔循環(huán)泵噴淋的漿液接觸反應(yīng)，漿液含有10%20%左右的固體 顆粒，

36、主要是由石灰石、石膏及水中的其他惰性固體物質(zhì)組成。漿液將煙氣冷卻 至約5（TC,同時(shí)吸收煙氣中的SO?,與石灰石發(fā)生反應(yīng)生成煙硫酸鈣。反應(yīng)產(chǎn)物 被收集在吸收塔底部，由氧化風(fēng)機(jī)鼓入的空氣氧化成石膏，并在此被循環(huán)泵循環(huán) 至噴淋層。吸收塔漿液被機(jī)械攪拌器或脈沖懸浮泵適當(dāng)?shù)財(cái)嚢?，使石膏晶體懸浮。（3）石灰石漿液制備系統(tǒng)石灰石漿液制備系統(tǒng)的主要功能是制備合格的吸收劑漿液，并根據(jù)吸收塔系 統(tǒng)的需要由石灰石漿液泵直接打入吸收塔或打到循環(huán)泵入口管道中，經(jīng)噴嘴充分 霧化而吸收煙氣中的S02頁(yè)腳.石灰石漿液的制備一般有兩種模式：采用濕式球磨機(jī)及用石灰石粉加水制 漿。（4）石膏脫水系統(tǒng)石膏脫水系統(tǒng)的主要功能是將吸收

37、塔石膏漿液脫水成含水量小于10%的石 膏，這些石膏可作為商用副產(chǎn)品，也可拋棄不用。脫水系統(tǒng)的主要組成部分由石 膏旋流器（一級(jí)脫水）、脫水機(jī)（二級(jí)脫水）及附屬設(shè)備，如真空泵、濾液箱、 廢水旋流器及廢水箱、石膏倉(cāng)或石膏庫(kù)等。（5）廢水排放和處理系統(tǒng)在是石灰石-石膏濕法脫硫工藝中，不可避免地要產(chǎn)生一定量的廢水，F(xiàn)GD 廢水的水量和水質(zhì)，與FGDX藝系統(tǒng)、燃料成分及吸收劑等多種因素有關(guān)。燃煤 中含有多種元素，包括重金屬元素，這些元素在爐膛高溫條件下進(jìn)行一些列的化 學(xué)反應(yīng)，生成了多種不同的化合物。這些化合物一部分隨爐渣排出爐膛，另外一 部分隨煙氣進(jìn)入FGD吸收塔，溶解于吸收漿液中。廢水中的主要雜質(zhì)有：懸

38、浮物、 NH, C和Cl、SO產(chǎn)和SA2 F重金屬離子等。FGD系統(tǒng)排放的廢水一 般來(lái)自石膏脫水和清洗系統(tǒng)：石膏水力旋流器的溢流水或是真空皮帶過(guò)濾機(jī)的濾 液。針對(duì)脫硫廢水的水質(zhì)特點(diǎn)，為滿足國(guó)家規(guī)定的廢水排放標(biāo)準(zhǔn)，一般采用如下 工藝步驟：通過(guò)加減中和脫硫廢水，并使廢水中的大部分重金屬形成沉淀物；加 入絮凝劑使沉淀物濃縮成為污泥，污泥脫水后被送至灰場(chǎng)等堆放；廢水的pH值 和懸浮物達(dá)標(biāo)后直接排放。（6）公用系統(tǒng)FGD系統(tǒng)有工藝水、閉式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)。工藝水一般從主廠房工業(yè)水系統(tǒng) 接入1個(gè)FGD水箱，然后由工藝水泵送至FGD系統(tǒng)各用水點(diǎn)，主要包括吸收塔除 霧器沖洗、石灰石漿液制備系統(tǒng)、真空皮帶脫水機(jī)、

39、FFH的沖洗水、設(shè)備冷卻水、 所有漿液輸送設(shè)備、輸送管路、儲(chǔ)存箱的沖洗水等。閉式循環(huán)冷卻水一般從爐側(cè) 閉式循環(huán)冷卻水管接出供增壓風(fēng)機(jī)、氧化風(fēng)機(jī)等大設(shè)備冷卻用水，其回水回收至 閉式循環(huán)冷卻水回水管。（7）熱工控制系統(tǒng)與電氣系統(tǒng)目前大型火電廠FGD系統(tǒng)熱工自動(dòng)化水平與機(jī)組的自動(dòng)化控制水平是一致 的，采用分散控制系統(tǒng)（DCS）,其功能包括數(shù)據(jù)采集和處理、模擬量控制、順序 控制及連鎖保護(hù)、脫硫變壓器和脫硫廠用電源系統(tǒng)監(jiān)控。5. 3. 2影響濕式石灰石一石膏脫硫工藝的因素影響脫硫率的因素很多，如吸收溫度、進(jìn)口 SO濃度、脫硫劑品質(zhì)、鈣硫比、 漿液pH值、液氣比和煙塵濃度等。頁(yè)腳.（1）吸收液pH值吸收液

40、pH值對(duì)脫硫效率影響極大。一般控制吸收液pH值在5. 06. Oo（2）石灰石類型和粒度石灰石類型和粒度直接影響到吸收液的反應(yīng)性能，也直接影響到其溶解速度 和利用率。一般選用200300目篩通過(guò)率90%的石灰石顆粒作為脫硫劑。（3）煙氣溫度降低煙溫，S02平衡分壓隨之降低，有助于吸收和提高脫硫效率。但過(guò)低會(huì) 使設(shè)備龐大，一般控制煙溫5960Co（4）氧化速率CaSOa氧化成CaSO,的速率大,有助于S0?的吸收。（5）液氣比液氣比是決定脫硫效率的主要參數(shù)。一般設(shè)計(jì)液氣比828L/n?。（6）吸收區(qū)髙度吸收區(qū)高度決定了煙氣和脫硫劑的接觸時(shí)間，同時(shí)也決定了循環(huán)泵的揚(yáng)程和 功耗。通常吸收區(qū)高度在51

41、5m。（7）水滴直徑減小水滴直徑可增加傳質(zhì)表面積，延長(zhǎng)水滴在塔的停留時(shí)間。但提高水滴細(xì) 度必然提高噴嘴壓力，增加功耗。通常水滴直徑在22.5価。（8）空塔速度提高空塔速度加強(qiáng)傳質(zhì)，并使水滴保持懸浮狀態(tài)。通常逆流式塔的空塔速度 在2. 53.8m/s,順流式塔的空塔速度在4. Om/s。5. 3. 3濕式石灰石一石膏法脫硫工藝特點(diǎn)（1）脫硫率高，吸收劑利用率高。濕式石灰石一石膏法脫硫工藝脫硫率一般 可達(dá)95%以上，而且煙氣含塵量也進(jìn)一步減少，鈣的利用率可達(dá)90%以上。（2）單機(jī)處理煙氣量大，適用于大容量機(jī)組，且可多機(jī)組配備一套脫硫裝置。（3）技術(shù)成熟，運(yùn)行可靠性好。濕式石灰石一石膏法脫硫裝置投入

42、率達(dá)95% 以上，由于其發(fā)展歷史長(zhǎng)、技術(shù)成熟、運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)多，因此不會(huì)因脫硫設(shè)備而影響 機(jī)組的正常運(yùn)行。（4）對(duì)煤種變化的適應(yīng)性強(qiáng)。無(wú)論是含硫量大于3%的高硫煤，還是含硫量低 于1%的低硫煤，濕式石灰石一石膏法脫硫工藝都能適應(yīng)：（5）吸收劑資源豐富，價(jià)格低廉，便于就地取材。脫硫工藝的各種吸收劑中， 石灰石價(jià)格最便宜，破碎磨細(xì)也較簡(jiǎn)單；脫硫副產(chǎn)物便于綜合利用。濕式石灰石一石膏法脫硫工藝的脫硫副產(chǎn)物 為石膏，主要用途是建筑制品和水泥緩凝劑。頁(yè)腳.但濕式石灰石一石膏法脫硫工藝存在以下缺點(diǎn)：(1) 初期投資費(fèi)用較髙，運(yùn)行費(fèi)用也髙。(2) 占地面積大。(3) 系統(tǒng)管理操作復(fù)雜，磨損、腐蝕現(xiàn)象較為嚴(yán)重。(4)

43、 副產(chǎn)物石膏的利用存在一定的困難，廢水處理較為復(fù)雜等。5. 4半干法煙氣脫硫工藝5. 4. 1半干法脫硫工藝原理半干法脫硫已達(dá)到工業(yè)化應(yīng)用的并具有代表性的主要有5種工藝：丹麥 GEANiro開發(fā)的旋轉(zhuǎn)噴霧半干法(SDA)脫硫技術(shù)、德國(guó)Lurgi公司開發(fā)的煙氣 循環(huán)流化床脫硫技術(shù)(CFB)、德國(guó)Wulff公司開發(fā)的回流式煙氣循環(huán)流化脫硫技 術(shù)(RCFB)、丹麥FLS公司開發(fā)的氣體懸浮吸收(GSA)煙氣脫硫技術(shù)以及ABB公司 開發(fā)的新型一體化脫硫技術(shù)(NID)o半干法技術(shù)在美國(guó)和歐洲燃煤電站實(shí)現(xiàn)商業(yè)化，在我國(guó)也有應(yīng)用，此方法主 要用于燃燒中、低硫煤的中、小容量機(jī)組上。各種半干法脫硫的工藝基本原理一

44、致的。半干法反應(yīng)器進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)是比 較復(fù)雜的。一般認(rèn)為當(dāng)石灰、工藝水和燃煤煙氣同時(shí)加入反應(yīng)器，會(huì)有以下主要 反應(yīng)發(fā)生：生石灰與液滴結(jié)合產(chǎn)生水合反應(yīng)：CaO + H2OCa(OH)2SO2被液滴吸收：SOAaqHpHSO.Ca(0H)2 與 H2SO3 反應(yīng)：CaOH )2 + H2SO3 CaSO3 +3/2H2O 部分 CaS0：t/2H20 被煙氣中的 0? 氧化： CuSO3 + 00 + 02 o CaSO4.2H2O由上述反應(yīng)可看出，反應(yīng)器中進(jìn)行的是氣液固三相反應(yīng)，其反應(yīng)速率由下述 步驟所決定：(1) 氣相主體中的S02靠湍流擴(kuò)散到氣膜表而。(2) SO?靠分子擴(kuò)散通過(guò)氣膜到達(dá)兩相

45、界面。(3) 在界面上SO?從氣相溶入液相。(4) 液相S0?靠分子擴(kuò)散從兩相界面通過(guò)液膜。(5) 相S0?靠湍流擴(kuò)散從液膜邊界到液相主體。(6) Ca()H)2固體擴(kuò)散到液相主體中。(7) Ca(0H)2顆粒的溶解；(8) 液相主體中的SOz和Ca(0H)2進(jìn)行反應(yīng)。上述S0和Ca( 0H)2的傳質(zhì)是分別同時(shí)進(jìn)行的，并且相互影響，相互促進(jìn)。頁(yè)腳.Ca（0H）2和SO?反應(yīng)的活性與漿液中水分的存在時(shí)問(wèn)有極大的關(guān)系。因?yàn)檫@些反應(yīng) 都是在液相中進(jìn)行的，所以水分的蒸發(fā)限制了以上幾步在液相中的反應(yīng)，如步驟 （4廠（8）。生成物CaSOa由于在反應(yīng)界面上產(chǎn)生，它將沉積在表面上，這樣隨著 反應(yīng)的進(jìn)行以及顆

46、粒的再循環(huán)，部分未反應(yīng)完全的顆粒表面上就會(huì)留下一層惰性 產(chǎn)物。這些產(chǎn)物層的擴(kuò)散可能限制反應(yīng)速度。特別是當(dāng)反應(yīng)產(chǎn)物形成一種致密層 時(shí)，反應(yīng)速度必然受它的影響。由于反應(yīng)器中顆粒物的不斷磨損，意味著反應(yīng)形 成的產(chǎn)物將不斷地被剝落。5. 4. 2半干法煙氣脫硫工藝系統(tǒng)構(gòu)成脫硫系統(tǒng)由石灰漿制備系統(tǒng)、脫硫反應(yīng)系統(tǒng)和除塵及引風(fēng)系統(tǒng)組成，包括石 灰貯倉(cāng)、灰槽、灰漿泵、水泵、反應(yīng)器、旋風(fēng)分離器、除塵器和引風(fēng)機(jī)等設(shè)備。 主要控制參數(shù)有床料循壞倍率、流化床床料濃度、煙氣在反應(yīng)器及族風(fēng)分離器中 的停留時(shí)間、鈣硫比、反應(yīng)器操作溫度和脫硫率等。在其發(fā)展過(guò)程中，存在著各 種設(shè)計(jì)方案，系統(tǒng)主要由生石灰接受儲(chǔ)存系統(tǒng)、漿液制造和

47、供給系統(tǒng)、煙氣脫硫系統(tǒng)和灰 處理和再循環(huán)系統(tǒng)組成。系統(tǒng)主要的構(gòu)成為：（1）生石灰接受儲(chǔ)存系統(tǒng)脫硫劑采用生石灰，采用卡車卸入接收槽，經(jīng)過(guò)破碎成為平均粒徑小于4mm 的粉狀，經(jīng)過(guò)生石灰輸送機(jī)，送入生石灰儲(chǔ)存?zhèn)}進(jìn)行儲(chǔ)存。（2）漿液制造和供給系統(tǒng)該系統(tǒng)由生石灰劑量、制漿、供漿三部分組成。儲(chǔ)存?zhèn)}的粉狀生石灰經(jīng)螺旋 輸送機(jī)送到高位料斗倉(cāng)，由計(jì)量倉(cāng)計(jì)量后進(jìn)入生石灰熟化罐，生石灰在這里完成 熟化后成為具有良好脫硫活性的熟石灰Ca（0Hh漿液。熟化好的漿液經(jīng)過(guò)濾除渣 后進(jìn)入漿液供給罐，由供漿泵送入脫硫反應(yīng)塔的髙位槽，經(jīng)分離殘?jiān)筮M(jìn)入旅轉(zhuǎn) 噴霧器。（3）煙氣脫硫系統(tǒng)脫硫反應(yīng)塔是煙氣脫硫系統(tǒng)的核心部分，由髙速旋轉(zhuǎn)噴

48、霧器、煙氣分配器、 吸收塔組成。煙氣從塔的頂部切向進(jìn)入煙氣分配器，煙氣分配器在很大程度上決 定了塔的煙氣流場(chǎng)，從而影響到系統(tǒng)的脫硫效率。（4）灰處理和再循環(huán)系統(tǒng)灰處理采用拋棄法。從脫硫電除塵器收集到的脫硫灰（CaSO3）以及反應(yīng)塔 底部排出的灰，經(jīng)電廠沖灰管道排至灰場(chǎng)。為了提高吸收劑中鈣的利用率，可以設(shè)計(jì)安裝了脫硫灰（脫硫副產(chǎn)生成物和 粉塵的混合物）再循環(huán)系統(tǒng)，將除塵器收集到的一部分脫硫灰與電除塵器一電場(chǎng)頁(yè)腳. 收集的一部分飛灰，經(jīng)氣力輸灰系統(tǒng)送到脫硫灰倉(cāng)儲(chǔ)存，根據(jù)運(yùn)行和試驗(yàn)需要， 按比例投料，由磨機(jī)磨細(xì)后，再投到副產(chǎn)品攪拌槽，加水?dāng)嚢韬筮M(jìn)入生石灰消化 槽進(jìn)行循環(huán)利用。5. 4.3影響半干法煙氣脫硫工藝的主要因素影響半干法煙氣脫硫效率的主要因素有：床層溫度、顆粒物濃度、鈣硫比、 煙氣停留時(shí)間、脫硫劑的粒度和性能等。（1）鈣硫比及吸收劑數(shù)量鈣硫比是影響脫硫效率的主要因素。最佳的鈣硫比要根據(jù)煙氣量、含硫量、 要求脫硫效率等綜合考慮。一般控制鈣硫比1. 4左右，脫硫效率一般在85%左右。（2）絕熱飽和溫度絕熱飽和溫度（