【摘 要】循環(huán)流化床鍋爐應(yīng)用目前國(guó)內(nèi)外最新的循環(huán)流化床燃燒技術(shù)，具有燃料適用范圍廣、對(duì)環(huán)境污染小的優(yōu)勢(shì)。在經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的今天，我們所追求的應(yīng)該是可持續(xù)發(fā)展，而不是以犧牲環(huán)境為代價(jià)的發(fā)展。衡量一種技術(shù)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的指標(biāo)，不再僅僅局限于其所能帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)效益，而是將該技術(shù)對(duì)環(huán)境的污染程度也納入考慮的范圍。使用循環(huán)流化床鍋爐能大大減小SO2、NO2等污染物的排放，有利于環(huán)境保護(hù)。本文主要介紹循環(huán)流化床鍋爐主要污染物的排放以及控制方法。

【關(guān)鍵詞】循環(huán)流化床；排放；環(huán)境保護(hù)

在全球經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展的今天，環(huán)境保護(hù)已經(jīng)成為全球各行各業(yè)關(guān)注的話題。鍋爐運(yùn)行時(shí)，燃料燃燒會(huì)產(chǎn)生二氧化硫、一氧化氮等污染氣體，對(duì)環(huán)境會(huì)造成相當(dāng)嚴(yán)重的破壞。循環(huán)流化床技術(shù)由于具有燃料適用廣、污染小等特點(diǎn)，目前已經(jīng)在全世界范圍內(nèi)得到了廣泛的應(yīng)用。燃料燃燒所排放的污染物主要是硫氧化物、氮氧化物、一氧化碳、鹵族元素和粉塵，只要做好一些關(guān)鍵點(diǎn)的控制，就可以將這些污染物的排放降到最低。

1.二氧化硫

以煤炭作為燃料，一般需要在燃料中加入適當(dāng)?shù)奶砑觿?，添加劑的成分一般為石灰石。石灰石在在高溫條件下分解成生石灰和二氧化碳，而生石灰與二氧化硫又可以反應(yīng)生成硫酸鈣。反應(yīng)方程式如下：

CaCO3==CaO+CO2

CaO+SO2+1/2O2==CaSO4

這個(gè)過(guò)程可以有效降低二氧化硫的排放，也稱作脫硫反應(yīng)。該反應(yīng)在850攝氏度高溫的條件下反應(yīng)最徹底，效率最高。若超過(guò)這個(gè)溫度，生成的硫酸鈣又會(huì)產(chǎn)生緩慢分解效應(yīng)；而若低于這個(gè)溫度，則無(wú)法充分燃燒且過(guò)程緩慢。

實(shí)際的脫硫效果受到很多因素的影響，其中石灰石的孔隙結(jié)構(gòu)是最重要的因素之一。適當(dāng)?shù)目紫督Y(jié)構(gòu)可以增加石灰石與二氧化硫的解除面積，提高反應(yīng)速度，在相同的時(shí)間內(nèi)可以吸收更多的二氧化硫，二氧化硫的實(shí)際排放量也更小。循環(huán)流化床鍋爐具有物料循環(huán)系統(tǒng)，經(jīng)過(guò)粉碎處理的石灰石可以與燃燒產(chǎn)生的二氧化硫充分接觸，進(jìn)一步提高脫硫效率。實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)顯示，只要控制好參與反應(yīng)的鈣硫比，就可以是脫硫效率達(dá)到95%以上。

2.氮氧化物

2.1 NOX的含義

燃料燃燒所產(chǎn)生的氮氧化物一般是指一氧化氮和二氧化氮，因?yàn)榍罢咦詈筮€是會(huì)向后者轉(zhuǎn)化，所以我們一般不將其細(xì)分，而是統(tǒng)稱為NOX。實(shí)際上，二者在元素組成上僅是氧元素不同，所以在分析燃燒產(chǎn)生的污染氣體時(shí)，就無(wú)需對(duì)二者進(jìn)行區(qū)分。

2.2 NOX的生成過(guò)程

燃料燃燒過(guò)程中，氮氧化物的生成主要有兩個(gè)途徑：一是空氣中的氮?dú)庠诟邷貤l件下發(fā)生氧化；二是燃料中的氮元素在800攝氏度左右的低溫燃燒條件下與空氣中氧氣結(jié)合生成。在這兩個(gè)過(guò)程中，后者是氮氧化物生成的主要途徑。一般經(jīng)燃料中氮元素氧化而生成的氮氧化物占總量的95%以上。循環(huán)流化床鍋爐可以從一定程度上減小氮氧化物的排放量，大實(shí)際上與普通的煤粉鍋爐的排放量并無(wú)太大差異，氮的轉(zhuǎn)化率依舊沒(méi)有明顯變化。燃燒過(guò)程中氮的轉(zhuǎn)化率主要受到過(guò)剰空氣量、床溫等因素的影響，因此即使是循環(huán)流化床鍋爐也要注意控制好這些因素。

2.3控制NOX排放量的具體措施

第一，控制床溫。實(shí)踐表明，當(dāng)床溫在800～850攝氏度之間時(shí)，氮氧化物的排放量最小。超過(guò)850攝氏度，不僅氮氧化物排放量增大，二氧化硫的排放量也會(huì)隨之增大；而低于800攝氏度時(shí)，燃料不能充分燃燒且燃燒緩慢，鍋爐的性能會(huì)大幅降低。第二，控制過(guò)?？諝饬?。過(guò)高的過(guò)剰空氣量會(huì)大大增加氮氧化物的生成量，因此應(yīng)當(dāng)盡量減小過(guò)剰空氣量，這也是限制氮氧化物排放量的最簡(jiǎn)單易行的方法。第三，可在主床上部的自由空間內(nèi)采用分段式燃燒。

3.一氧化碳

我國(guó)對(duì)一氧化碳的排放有一個(gè)明確的標(biāo)準(zhǔn)，即不超過(guò)25mg/Nm3。一般情況下，循環(huán)流化床鍋爐在使用時(shí)只要控制好關(guān)鍵的點(diǎn)就可以滿足這個(gè)要求。但在一些特殊情況下，比如鍋爐低負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)情況下，需要特別注意一些問(wèn)題。

在這種情況下，燃料處于低溫燃燒狀態(tài)。在使用濃度較高的粉粒煤燃料時(shí)由于對(duì)主床上部自由空間燃燒影響較大，低溫會(huì)使碳粉燃燒不充分進(jìn)而增加一氧化碳的排放量。但如果在自由空間內(nèi)提供足夠的空氣，即可限制一氧化碳的排放量。實(shí)踐證明，通過(guò)這種方法，很容易達(dá)到上面提到的排放標(biāo)準(zhǔn)。

4.鹵族元素

煤炭燃燒產(chǎn)生的鹵族污染氣體一般是氟和氯。實(shí)際上，質(zhì)量較高的煤在燃燒時(shí)產(chǎn)生的鹵族元素較少。一些劣質(zhì)煤含有較多的鹵族元素，在高溫條件下可以發(fā)生水解反應(yīng)，形成氟化氫以及氯化氫。而石灰石分解形成的生石灰會(huì)吸附一定量的鹵化氫。在鹵化氫已經(jīng)生成的時(shí)候，由于生石灰參與脫硫反應(yīng)，鍋爐內(nèi)生石灰的量已經(jīng)很少。但是此時(shí)生石灰與鹵化氫接觸的面積仍然很大，所以更希望鹵族元素的濃度高一些。

在實(shí)際中我們發(fā)現(xiàn)，在鍋爐尾端煙氣溫度不高的情況下，可以更好地?cái)y帶飛灰。在這種情況下，多相物質(zhì)平衡表現(xiàn)為鹵化鈣和水之間的平衡，因此可以更好地吸收鹵族元素。

5.粉塵

與其他類型的鍋爐相比，循環(huán)流化床鍋爐燃料燃燒所產(chǎn)生的粉塵較少。但是，由于循環(huán)流化床鍋爐加了一定量的石灰石，因此粉塵的成分和形態(tài)與其他類型鍋爐也存在差異。

我國(guó)對(duì)于粉塵排放的要求為不超過(guò)20mg/Nm3，為了保證循環(huán)流化床鍋爐滿足這一標(biāo)準(zhǔn)，需在除塵器方面展開突破。一般情況下，除塵器可以選擇電式或布袋式，具體要根據(jù)實(shí)際情況而定。布袋式除塵器價(jià)格低廉，對(duì)直徑較小的粉塵阻隔效果很好，而且在粉塵電阻過(guò)大時(shí)，采用布袋式除塵器也更為合適。電除塵器在選擇時(shí)要考慮煙氣和粉塵的電學(xué)特性，主要是比電阻和導(dǎo)電系數(shù)。同時(shí)需要注意的是，粉塵的比電阻不僅和粉塵的尺寸外形和成分有關(guān)，還和其所在環(huán)境溫度有直接關(guān)系，一般高溫情況下比常溫情況比電阻要大。

6.結(jié)語(yǔ)

循環(huán)流動(dòng)床鍋爐在環(huán)境保護(hù)方面有著其獨(dú)特的性質(zhì)，可從降低二氧化硫、氮氧化物、鹵族元素以及粉塵等方面加以研究，做好相關(guān)技術(shù)要點(diǎn)的控制。首先要滿足國(guó)家規(guī)定的相關(guān)排放標(biāo)準(zhǔn)，其次要善于利用自身優(yōu)勢(shì)盡量減小排放量。只有把對(duì)環(huán)境的污染限制到最小，我們?nèi)祟惒拍苡览m(xù)發(fā)展。 [科]

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