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广西快乐双彩结果:循環流化床鍋爐脫硫探討

广西快乐双彩开奖果 www.kkuwu.com 來源:UC論文網2019-04-02 14:50

摘要:

  摘要:在工業鍋爐中,循環流化床鍋爐脫硫一直是一個值得關注的問題。爐內脫硫就是利用脫硫劑(CaO、MgO等堿金屬化合物)與煤炭中的硫份燃燒生成的SO2發生化學反應生成CaSO4或MgSO4固定在灰渣中的原理進行脫硫?;詿?,文章就循環流化床鍋爐脫硫展開探討,以期能夠提供一個借鑒?! 」丶剩貉妨骰?;鍋爐脫硫;措施  中圖分類號:C35文獻標識碼:A  1.循環流化床鍋爐爐內脫硫的原理  1....

  摘要:在工業鍋爐中,循環流化床鍋爐脫硫一直是一個值得關注的問題。爐內脫硫就是利用脫硫劑(CaO、MgO等堿金屬化合物)與煤炭中的硫份燃燒生成的SO2發生化學反應生成CaSO4或MgSO4固定在灰渣中的原理進行脫硫?;詿?,文章就循環流化床鍋爐脫硫展開探討,以期能夠提供一個借鑒。


  關鍵詞:循環流化床;鍋爐脫硫;措施


  中圖分類號:C35文獻標識碼:A


  1.循環流化床鍋爐爐內脫硫的原理


  1.1煤中硫份燃燒的化學反應原理及影響燃燒產物SO2生成的各種因素


  硫份以有機硫煤、硫酸鹽硫、元素硫及硫化物硫(以黃鐵礦硫為主FeS2)等形態存于煤中。其中可燃硫有:有機硫、元素硫和硫化物硫,可燃硫占煤中總硫份的90%左右。煤中硫份經過燃燒的化學反應原理如下:


  有機硫的燃燒反應方程式為:


  RS+2O2→SO2+R+H2O


  元素硫的燃燒反應方程式為:


  S+O2=SO2


  硫化物硫的燃燒反應方程式為:


  4FeS2+11O2=2Fe2O3+8SO2


  影響硫份燃燒產物SO2生成的原因有燃煤特性與鍋爐運行參數兩類,但燃煤特性是煤種固有的,在建廠設計之初就確定好了燃燒煤種,燃煤特性短期內不會有較大的變動。影響硫份燃燒產物SO2生成的主要運行參數有:過量空氣系數、床溫、停留時間、原煤粒徑、配風方式。而過量空氣系數和床溫對SO2生成速度的影響最大,過量空氣系數越大SO2越容易生成、燃燒反應越徹底;床溫越高SO2生成速度越快。


  1.2爐內燃燒脫硫原理


  爐內脫硫就是利用CaO、MgO等堿金屬固體化合物與硫份的燃燒產物SO2氣體反應生成CaSO4、MgSO4等固態物質被固定在渣中的原理進行脫硫。自然界石灰石資源很豐富且取材方便經濟,主要成分是CaCO3,經過高溫煅燒后分解生成CaO和CO2,所以脫硫劑采用生石灰不但很經濟而且沒有附加有害物質生成。但爐內燃燒脫硫氧量對脫硫反應速度及脫硫產物CaSO4的生產影響很大。在氧量充足的情況下硫份的燃燒產物為SO2,脫硫反應如下:


  2SO2+2CaCO3+O2=2CaSO4+2CO2


  2SO2+2CaO+O2=2CaSO4


  但在燃燒所需的氧量不足時煤中的硫份會先生成H2S,脫硫化學反應如下:


  CaCO3+H2S=CaS+H2O+CO2


  CaO+H2S=CaS+H2O


  CaS是一種不穩定的物質遇到氧氣則根據氧量的濃度大小發生不同的反應:


  富氧時CaS與O2反應直接被固定:CaS+2O2=CaSO4


  厭氧時CaS與O2反應生產SO2:2CaS+3O2=2CaO+SO2


  綜上所述:爐內脫硫就是想辦法創造出良好脫硫反應環境使煤中所含的硫份快速燃燒生產SO2,盡量減少不必要的中間反應環節,并有足夠的脫硫材料和氧量與之接觸,從而提高化學反應速度使煤中硫份快速生產CaSO4被固定,提高脫硫效率,增加脫硫材料利用率,降低煙氣SO2的排放量。


  2.運行過程中存在的問題


  2.1脫硫效率不高


  爐內脫硫適用于燃中低硫煤。能以合理的鈣硫比(Ca/S≤2),得到的脫硫率n≥75%,繼續提高脫硫效率較為困難。


  2.2石灰石消耗量大,運行費用較高


  為了達到排放標準的要求,經常運行中都在高鈣硫比情況下運行,影響過了效率和石灰石消耗量。因為爐內脫硫是固-固反應,反應速度較慢,并且在實際反應設備中,反應的條件并不處于理想狀態,因此,一般需要增加脫硫劑的量來保證吸收過程的進行。在實際運行中造成回料灰中CaO量較高,引起煙氣SO2波動大。


  2.3碳酸鈣濃度太高影響脫硫效率


  運行經驗告訴我們,CaCO3→CaO+CO2反應過程中產生的CO2會阻礙CaSO4生成,導致脫硫效率的下降。


  2.4爐膛穩定影響脫硫效率


  碳酸鈣的分解溫度為897℃,溫度不足造成碳酸鈣分解成氧化鈣的程度降低,導致脫硫效率下降。


  2.5低氮燃燒導致脫硫效率下降


  低氮燃燒要求在還原性氣氛中燃燒,這對爐內脫硫是不利的。


  3.根據鍋爐的脫硫機理采取以下措施降低煙氣二氧化硫含量滿足環保要求


  3.1鍋爐床溫的影響


  通過增加一次風送風量及下二次風送風量降低鍋爐床溫,將鍋爐床溫降至最佳脫硫區間運行,提高脫硫效率,尤其高負荷期間鍋爐床溫較高一般在920~950℃不利于脫硫反應,所以機組高負荷期間增加一次風及下二次風送風量將床溫控制在900~920℃提高脫硫效率,滿足環保要求。但考慮床溫降低影響飛灰、底渣含碳量升高及對受熱面磨損加劇,所以只有高負荷期間及煙氣二氧化硫異常時增加一次風量及下二次風量,盡可能提高機組經濟性及減緩受熱面磨損。


  3.2過??掌凳撓跋?/p>


  CaSO4的形成與爐內O2的濃度有關,提高過量空氣系數稀釋SO2濃度同時降低鍋爐床溫,提高脫硫效率,所以在煙氣二氧化硫較高時,增加送風量,提高氧量,提高脫硫效率。但過??掌凳呋崾構淮畏緇?、二次風機、引風機耗電率升高,影響廠用電率,同時造成排煙熱損失增加。所以在煙氣二氧化硫滿足環保指標期間維持正常氧量3.5~4%,只有煙氣二氧化硫超標時提高氧量至4~4.5%,提高脫硫效率,滿足環保要求。


  3.3石灰石品質粒徑及輸送系統的影響


  對石灰石生產廠家嚴格要求石灰石粒徑及品質控制,每車石灰石進行取樣篩分及品質化驗,如果石灰石粒徑或品質不合格對石灰石廠家進行考核。根據化驗結果按質論價由于石灰石粉具有硬度高、堆積密度大、易吸水受潮結塊等特性,石灰石運行期間保證石灰石粉倉氣化風正常投入且加熱器工作正常,防止石灰石板結,同時定期關閉石灰石給料機入口氣動門對石灰石管道吹掃,防止石灰石管道堵塞,保證石灰石系統穩定運行。3.4給煤及石灰石均勻度的影響


  石灰石粒度及粒徑分布對流化床脫硫效率有很大影響。減少石灰石粒徑,脫硫氣固反應表面積增大,微孔內的等效孔長度減少、擴散助力減小,脫硫效率提高。根據床溫及各落煤口落煤量均勻調整各落煤口下煤量,保證爐內SO2濃度均勻,防止局部SO2濃度過高影響脫硫效率,同時保證兩套石灰石系統運行并檢查爐前左右側返料及二次風石灰石隔斷門在開啟位,使石灰石均勻噴入爐內,提高脫硫效率。


  循環流化床鍋爐對燃燒粒徑有嚴格的要求,顆粒的過大占比例多,則會造成鍋爐床料結焦停爐;顆粒度過小占比例多,則會出現回料斜腿內部超溫,飛灰含碳量增大,鍋爐熱效率低。多次試驗表明,給煤粒度較大時,不僅顆粒度破碎和磨損情況加劇,而且不利于脫硫。給煤粒度過小或細粒份額太大也都會使脫硫效率下降。


  3.5機組負荷調整的影響


  增加負荷前首先增加一次風量控制鍋爐床溫穩定,防止加負荷期間床溫快速升高影響脫硫反應,同時加負荷前有意識提前緩慢增加給料量,杜絕發現煙氣硫含量超標后突然大量增加給料量,防止大量石灰石瞬間進入管道造成石灰石管路堵塞及二氧化硫含量的波動。


  4.提高爐內脫硫效率的方法


  4.1控制合適的反應溫度


  因為爐內脫硫反映較復雜,屬于可逆反應區間,爐膛內主要是還原性氣氛和碳含量較高,在800~850℃時容易造成CaSO4分解,在爐膛上部溫度不能超過1100℃,否則也會造成CaSO4分解。經過以上分析和燃燒調整試驗,最合適的溫度應控制在950~980℃。


  4.2合理選擇脫硫劑(石灰石)粒度


  循環流化床脫硫的石灰石最佳顆粒度一般為0.2~1.5mm,平均粒徑一般控制在0.1~0.5mm范圍。石灰石粒度大時其反應表面小,使鈣的利用率降低;石灰石粒徑過細,則因現在常用的旋風分離器只能分離出大于0.075mm的顆粒,小于0.075mm的顆粒不能再返回爐膛而降低了利用率(還會影響到灰的綜合利用)。循環流化床鍋爐與其分離和返料系統組成外循環回路保證了細顆粒(0.5~0.075mm的CaCO3、CaO、CaSO4等)隨爐灰一起的不斷循環,這樣SO2易擴散到脫硫劑核心,其反應面積增大,從而提高了循環流化床鍋爐中石灰石的利用率。0.5~1.5mm粒徑的顆粒則在循環流化床鍋爐內進行內循環,被上升氣流攜帶上升一定高度后沿爐膛四面墻貼壁流下又落入流化床。循環流化床鍋爐運行時較經濟的Ca/S比一般在1.5~2.5之間。


  4.3控制好過量空氣系數


  因為在氧化性環境下CaSO4分解要較高溫度,循環流化床爐膛溫度一般不超過1000℃,過量空氣系數提高對爐內脫硫是有好處的。但因為在線監測是按6%含氧量進行折算的,氧量太高將導致折算濃度超標。應根據爐型選擇合適的煙氣氧量運行。


  4.4調整合適的鈣硫比


  鈣硫比太高時,造成石灰石消耗太大,并且脫硫效率不升反降,在運行中應控制石灰石的給入量,將鈣硫比控制在1.5~2.5之間。


  結束語


  在循環流化床鍋爐的脫硫工作中,石灰石爐內脫硫是循環流化床鍋爐脫硫不錯的選擇,通過將煙氣中的SO2濃度降至最低,同時減少石灰石用量,降低脫硫成本,實現節能環保,達到煙氣排放新國際標準值,為地球村作出我們應用的貢獻。


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