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循环流化床锅炉炉内脱硫原理及影响因素

发表日期:2011-8-17 | 发布人:不详 | 阅读次数:4460

    

循环流化床锅炉炉内脱硫原理及影响因素
炉内脱硫原理
循环流化床锅炉炉内脱硫是采用石灰石干法脱硫来实现的,即将炉膛内的CaCO3高温煅烧分解成CaO,与烟气中的SO2发生反应生成CaSO4,随炉渣排出,从而达到脱硫目的。

影响脱硫效率的因素:
① 床温对脱硫的影响:有关试验表明,床温对SO2的析出影响最大,SO2浓度随着床温的升高而单调增大,但是脱硫效率随着床温的升高会迅速下降,当床温低于800℃时,脱硫剂孔隙数少,孔径小,反应速度低,而且SO2析出速度慢,脱硫效果差;当床温高于950℃时,CaO内部的孔隙结构会发生部分烧结而减少,降低CaO与SO2的反应速度,导致脱硫效率降低。

② Ca/S摩尔比对脱硫的影响:循环流化床锅炉运行实践表明,随着炉内添加石灰石量的增加,脱硫效率逐渐提高,在Ca/S摩尔比小于2.5范围内,脱硫效率随Ca/S摩尔比增加提高很快,当继续增加Ca/S摩尔比时,脱硫效率增加速度会明显减慢。
③ 石灰石入炉粒度对脱硫效率的影响:脱硫剂的粒径分布对脱硫效率也有较大的影响。理论上讲,脱硫剂越小,炉内脱硫效果越好,因为减少石灰石粒径能增加其表面积,从而提高反应面积。但脱硫剂并非越小越好,如果脱硫剂太小,就会有很大部分随着烟气逃逸,增加尾部烟道的飞灰量,从而使除尘器负担加大。最佳的脱硫剂粒径分布与锅炉设计参数有关,一般在0~2mm属于比较合理的范围,平均为100~200um。
④ 石灰石品质对脱硫效率的影响:石灰石品质对脱硫效率影响十分敏感,不同品质的石灰石反应性能差异很大,在CaCO3含量、晶体结构和孔隙特征上也有所不同。一般应对石灰石做热重分析(TGA),测定其反应率指标,从而准确推算出Ca/S摩尔比。
⑤ 煤种特性对脱硫的影响:循环流化床炉内脱硫效率的高低,直接取决于煤中含硫量的高低。一般来讲,供热燃煤中含硫量越高,脱硫效率就越高,但这并不代表SO2排放浓度低。在燃用高硫煤时,脱硫效率能达到90%甚至更高,但SO2排放浓度仍然不能达到国家排放标准的要求。

⑥ 石灰石投放方式对脱硫效率的影响:传统的石灰石投放方式为,与煤混合一起通过给煤口进入到炉膛内,这种投放方式虽然方法简单容易操作,但是有很大的弊端:煤中含有的外部水分与石灰石接触后,使石灰石粉末结块,影响了它在炉内的煅烧效果,大大降低了石灰石孔隙面积,从而使石灰石的固硫能力受到很大限制。石灰石投放点也可以设置在二次风口,通过特设的风力管道输送系统将石灰石粉末送至二次风支管,随二次风一起进入炉膛,其优点是投放点分散均匀,在炉膛内沸腾扰动强烈,反应速度快程度高,从而使脱硫效率提高,缺点是系统复杂。近几年,我们经在流化床返料管上设置石灰石投放点,并在几个电厂中试验,收到了良好的效果,需要解决的一个问题就是返料管开孔处的密封。

结论:循环流化床锅炉炉内脱硫,根据煤种的含硫量不同,只要能达到SO2国家排放标准要求,脱硫效率在70~90%都是合理的;在煤种已经定下的前提下,通过调节运行床温、合理设置Ca/S摩尔比、控制石灰石粒度等措施,能够有效提高脱硫效率;燃用高硫煤时,若脱硫效率在90%都无法达到SO2国家排放标准时,则必须进行尾部烟气脱硫

 
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