发布时间：2022-04-26所属分类：工程师职称论文浏览：1次
摘 要： 摘要：循环流化床(CFB)锅炉能够比较清洁地燃烧各种固体燃料，但其如何适应新的国家环保标准，实现S0，及NO，污染物的超低排放，需作进一步研究。结合CFB锅炉工程实例，根据煤折算硫分的高低和挥发分高低.分别提出了CFB锅炉深度脱硫及脱硝的技术方案，并对关键技术进行
摘要：循环流化床(CFB)锅炉能够比较清洁地燃烧各种固体燃料，但其如何适应新的国家环保标准，实现S0，及NO，污染物的超低排放，需作进一步研究。结合CFB锅炉工程实例，根据煤折算硫分的高低和挥发分高低.分别提出了CFB锅炉深度脱硫及脱硝的技术方案，并对关键技术进行了分析讨论。研究结果表明：针对不同煤种采取相应措施后，CFB锅炉S0：排放值可小于100 mg/m3，NO，排放值可稳定在100 mg/m3 以下：对于烟煤等高挥发分煤种，若结合SNCR技术，CFB锅炉NO。排放值可达到小于50 mg/m3的超低排放水平。
关键词：循环流化床锅炉;污染物超低排放;脱硫;脱硝
0概述
火力发电造成的环境污染已成为中国电力T 业发展的主要制约因素。治污减排是中国电力丁业可持续发展亟待解决的重要技术问题。国家环境保护部2011年7月29日颁布的《火电厂大气污染物排放标准》(GB 13223—2011)规定，火力发电厂SO，及NO，排放质量浓度小于100 mg/m3(标准状态.下同)。而对于折算硫分较高的煤种及挥发分较高煤种.采用炉内脱硫及分级燃烧技术，相当数量的CFB锅炉尚无法满足SO：及NO，排放的要求.为此.需要研究深度脱硫及进一步降低 N0，排放的技术措施卜51。
1 CFB锅炉排放特性
对已运行CFB锅炉的测试表明.对折算硫分 S。小于1 g/MJ的燃料，当Ca/S摩尔比为2.0～3.0 时.其脱硫效率可达到90%～98%，个别CFB锅炉甚至能够达到99%.相应的SO，排放值在 100 mg/m3以下.典型的工程实例如表1所示。由表1可知.对于福建Y电厂300 MW CFB 锅炉而言.在Ca/S摩尔比等于5时，脱硫效率达到99%。此时对应的SO，排放值为50 mg/m3，虽然Ca/S摩尔比数值特别大.但煤的折算硫分相对较低(0.34%)，故石灰石耗量为17.7 t/h，约为人炉煤量的10%.所以采用炉内脱硫技术在经济上也是可以接受的。而对于云南H电厂300 MW CFB 锅炉.即使在Ca/S摩尔比等于3.66、脱硫效率 98.16%时.S0，排放值为211 mg/m，。因此，对于折算硫分S乒2.25 g/MJ的燃料，仅采用炉内脱硫 SO，排放值已无法满足新的环保标准的要求。
CFB锅炉的运行床温宜控制在850～920 oC. 过量空气系数为1.05～1.12.可实现低温燃烧和分级燃烧16-71。在合适的运行参数下，一般CFB锅炉 NO。的排放可控制在70～200 mg/mmI I，但也有个别挥发分较高的煤种，NO，排放达到250 mg/1133。
2 CFB锅炉SO。排放值的预测
煤的折算硫分S。与原始SO：排放值呈较好的线性关系，而收到基含硫量5。与原始SO：是多值性关系。对于不同煤种同样的收到基含硫量.s。，南于发热量差别很大.其原始排放值可能差别很大【”。例如，当收到基含硫量S。约为1.5%时，原始S02排放值可在3 200～5 200 mg/m3之间变化。研究表明.以折算硫分作为判别煤中含硫量的大小更为科学.
3超低排放技术方案研究
对于S。为1.0～2.5 g/MJ的燃料，CFB锅炉需要采用炉内及炉外2级脱硫工艺.炉内脱硫效率 90%(Ca/S摩尔比等于2.2)，炉外脱硫效率90% (Ca/S摩尔比等于1.5).2级脱硫工艺的综合脱硫效率可达到99%.最终SO，排放值可控制在 100 mg/m3以下。2级脱硫工艺流程如图1所示。
在华能BS热电厂300 MW CFB锅炉的工程应用结果表明.炉外脱硫I艺可优化考虑采用循环流化床烟气脱硫(CFB—FGD)工艺。CFB—FGD为半干法脱硫工艺.其由吸收剂添加系统、循环流化床反应器、分离器以及自动控制系统组成。CFB . - l -J 图1 CFB锅炉2级脱硫系统及控制回路 Fig.1 The two。stage desulfurization system and contro circuit of CFB boiler 反应器底部为布风装置(布风板或文丘里管)，反应器下部密相区布置有石灰浆(或石灰粉)喷嘴、加湿水喷嘴、返料口等，反应器上部为过渡段和稀相区。CFB反应器的出口为分离器，分离器下部为立管和回料装置.它们用于分离反应器循环物料.并将循环物料送回循环流化床反应器。
相关期刊推荐要：《电气传动自动化》(双月刊)创刊于1975年，由天水电气传动研究所主办。设有：研究与综述、控制理论与技术、交直流传动技术、自动化技术与应用、实用技术与工程实践等栏目。
锅炉空气预热器出口的烟气从CFB下部布风装置进入反应器，维持循环流化状态。新鲜石灰浆(或干石灰与水)由压缩空气雾化后通过布置在反应器中央的两相流喷嘴进入反应器.在CFB反应器内，SO，、SO，及其他有害气体如HCl和HF 与脱硫剂反应18-91.反应产物由烟气携带出反应器。经分离器分离下来的固体颗粒返回CFB反应器进行循环.脱硫剂经过多次循环.延长了脱硫反应时间，提高了脱硫剂的利用率。工艺水用喷嘴喷入吸收塔下部.以增加烟气湿度降低烟温.使反应温度尽可能接近水露点温度.从而提高脱硫效率。从分离器出来的烟气及少量细颗粒进入除尘器进行最后除尘。除尘后的烟气温度为70～75 oC，不必加热即可经烟囱排人大气。
为使CFB锅炉进一步降低NO。排放值.达到深度脱硝的目的.可在炉膛出口处设置选择性非催化还原(SNCR)系统【101.典型CFB锅炉的SNCR 系统由还原剂储槽、还原剂喷枪以及相应的控制系统组成(见图2)。还原剂可采用液氨或尿素溶液。还原剂在旋风分离器入口烟道上喷人时，烟气温度一般为800～920℃。烟气在分离器内有较长的停留时间.且喷人的还原剂与烟气在强旋流的作用下混合良好，因此可实现降低NO。的目的。
用尿素溶液作为还原剂的SNCR系统在CFB 锅炉上应用的典型实例是国内某热电厂2x300 MW CFB锅炉.SNCR系统分4个喷射区域将尿素溶液喷人旋风分离器人口烟道内.喷枪及管路的布置如图3所示。SNCR系统的脱硝效率为 73.43%.最大脱硝效率可达82.96%.脱硝效率与氨氮摩尔比的关系如图4所示，锅炉的NO。排放值可降低到37 mg/m3(标准状态)。
4结语
本文研究表明：对于折算硫分5。小于1 g/MJ 的燃料.钙硫摩尔比在2.0～3.0时.CFB锅炉内脱硫效率可达90%～98%，相对应的SO：排放值小于 100 mg/m3;对于折算硫分S。为1.0～2.5 g/MJ的燃料.CFB锅炉需要采用炉内及炉外2级脱硫工艺.炉外采用半干法CFB脱硫方式时.2级综合脱硫效率可达到99%.SO，排放值可控制在100 mg/m3 以下;对于低挥发分难燃煤种(y。，≤15%)，CFB锅炉采用炉内分级燃烧技术后，NO，排放值可稳定在100 ITI【g/m3以下：对于烟煤等高挥发分煤种， CFB锅炉需要采用SNCR技术.其工程应用表明 NO。排放值可达到小于50 mg/m3。由此可见，CFB 锅炉采用合适的技术措施。能够实现SO，及NO，的超低排放.——论文作者：孙献斌，时正海，金森旺
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