循環(huán)流化床鍋爐強化脫硫技術的研究.pdf

1、循環(huán)流化床(CFB)燃燒技術由于具有良好而經濟的爐內脫硫性能和燃料適應性廣等特點而得到了廣泛應用。但由于爐內高溫脫硫機理的固有特點，導致CFB鍋爐的脫硫劑利用率較低(通常在20％～45％范圍內)，即造成一半以上脫硫劑的浪費。研究提高CFB鍋爐鈣利用率的方法，無論從鍋爐的經濟運行方面還是從環(huán)境保護方面，都具有重要的理論意義與工程實用價值。本文在國家十五攻關項目子課題“大型CFB鍋爐燃用高硫煤時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，提出CFB爐內高溫脫硫和尾部循環(huán)懸浮式增濕低溫脫硫相結合的強化脫硫技術，以使CFB鍋爐在更為經濟有效的脫硫方式下運行。 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高溫脫硫及其產物的低溫增濕脫硫過程進行了模擬研究。實驗證明了石灰石高溫脫硫產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；高溫脫硫反應越不充分，其脫硫灰的低溫增濕脫硫份額越大，對提高整體Ca利用率的貢獻越大。

3、 然后對一臺310t/h循環(huán)流化床鍋爐的脫硫飛灰進行了水活化實驗研究，實驗結果表明：脫硫灰中游離CaO轉化為Ca(OH)<,2>的水合反應速率很快，由于消耗Ca(OH)<,2>的膠凝反應伴隨著水合反應同時進行，使Ca(OH)<,2>含量呈現快速上升、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，水合反應與膠凝反應速率均提高，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構，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，有利于再次進行脫硫反應。 在水活化實驗基礎上，在所建的小型流化床實驗臺上進行了脫硫灰低溫增濕脫硫特性的實驗研究。當脫硫灰的增濕過程在反應爐外的增濕活化器內進行時，帶有一定水分的脫硫灰顆粒在小型流化床反應器內的懸浮式脫硫實驗結果表明：循環(huán)流化床鍋爐脫硫灰經過增濕活化后，具有較好的脫硫能力，未反應CaO的鈣利用率最大可達33％。在水鈣摩爾比1～10范圍內，脫硫灰顆粒的水分含量越大，越有利于脫硫反應；

5、反應溫度在60℃～80℃范圍內硫鹽化反應速率最快。而當在小型流化床內直接對CFB脫硫灰進行霧化噴水增濕時，實驗結果表明此時脫硫灰顆粒在懸浮流化運動過程中通過捕捉霧化細水滴進行增濕低溫脫硫反應。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，表現出更好的脫硫能力。通過CFB爐內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。研究結果同時表明顆粒增濕效果與反應溫度是影

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部，霧化水滴粒徑與顆粒粒徑相近時，顆粒捕捉水滴的能力最強，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，并延長快速反應的持續(xù)時間，使反應更充分；脫硫灰增濕脫硫的最佳反應溫度在80℃左右；另外，實驗結果同時表明SO<,2>濃度對脫硫灰噴水增濕脫硫的影響不顯著。 最后，結合實驗研究結果，對脫硫灰增濕