廖 亮（黃陵礦業(yè)煤矸石發(fā)電有限公司，陜西 延安 727307）

循環(huán)流化床爐內(nèi)噴鈣和石灰石/石膏濕法脫硫的技術(shù)分析

廖 亮
（黃陵礦業(yè)煤矸石發(fā)電有限公司，陜西 延安 727307）

循環(huán)流化床鍋爐具有燃燒效率高、適應(yīng)范圍廣的特點(diǎn)，在現(xiàn)代工業(yè)中得到了普遍的應(yīng)用，而且在實(shí)施的過程中又得到了不斷地改進(jìn)和優(yōu)化。本文主要對(duì)循環(huán)流化床鍋爐爐內(nèi)的脫硫原理和影響因素進(jìn)行了分析，并對(duì)提高流化床爐噴鈣和石灰石的脫硫效率提出了一些參考建議。

循環(huán)流化床鍋爐；石灰石；脫硫；影響因素

循環(huán)流化床燃燒技術(shù)是一種新型的燃燒技術(shù)，相對(duì)于過去傳統(tǒng)的燃燒方法來說，它具有燃燒效率高、使用范圍廣的特點(diǎn)，并且在脫硫方面具有成本低、配套設(shè)施簡(jiǎn)單、脫硫效果良好的優(yōu)勢(shì)，在近些年來經(jīng)濟(jì)的發(fā)展推動(dòng)下，在工業(yè)中有了較為成熟的運(yùn)用。

1 石灰石/石膏濕法脫硫技術(shù)的應(yīng)用分析

我國(guó)的工業(yè)發(fā)展中，能源供應(yīng)大都是以煤炭為主，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，對(duì)于煤炭能源的需求量日益增加，煤炭資源帶給人們生活帶來便利的同時(shí)也產(chǎn)生一系列的消極的影響，其中最為主要的危害就是導(dǎo)致酸雨問題的加重，從我國(guó)的實(shí)際來看，造成我國(guó)酸雨危害的主要類型是硫酸型酸雨，有90%以上的SO2都是來源于煤炭資源的使用，因此，采取正確合理的煙氣脫硫技術(shù)是控制煤炭燃燒中SO2含量的重要舉措，也是抑制我國(guó)酸雨產(chǎn)生的關(guān)鍵措施。目前，對(duì)于煤炭燃燒中SO2的脫硫方法主要有石灰石/石膏濕法脫硫技術(shù)、荷電干吸收劑噴射技術(shù)、循環(huán)流化床鍋爐內(nèi)部噴鈣加尾部增濕活化脫硫技術(shù)、循環(huán)流化床鍋爐脫硫技術(shù)、海水脫硫技術(shù)等等，在這些方法中，石灰石/石膏濕法脫硫的技術(shù)在我國(guó)的應(yīng)用范圍最為廣泛。

2 脫硫的原理分析

石灰石/石膏濕法脫硫的技術(shù)是利用石灰石作為吸收劑，具有運(yùn)行穩(wěn)定較為可靠、工作效率高、使用范圍廣且價(jià)格低廉的特點(diǎn)。它的脫硫原理主要是：SO2在進(jìn)入吸收塔煙氣中后被吸收變化為H2SO3，這時(shí)候的H2SO3經(jīng)過反應(yīng)后被分離為H+和HSO3離子，然后一部分的HSO3在煙氣中O2的作用下被氧化為H2SO4，然后又和漿液中的CaCO3產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)生成CaSO4· 2H2O；剩下的部分HSO3-在吸收塔貯槽中在空氣的氧化作用下生成H2SO4再和原料中的CaCO3發(fā)生中和作用，形成CaSO4· 2H2O。從上述分析可看出，石灰石/石膏濕法脫硫技術(shù)在進(jìn)行脫硫時(shí)主要由兩部分過程組成，即吸收和氧化。采用化學(xué)方程式表達(dá)反應(yīng)就是如下算法：

3 石灰石/石膏濕法脫硫技術(shù)的工藝流程

循環(huán)流化床爐內(nèi)石灰石/石膏濕法脫硫技術(shù)的工藝流程主要是由煙氣系統(tǒng)、吸收系統(tǒng)、吸收劑制備系統(tǒng)以及石膏的脫水系統(tǒng)組成的。

從實(shí)際的脫硫程序來看，其工藝流程主要是：煤炭的煙氣在經(jīng)過除塵后，在熱交換和噴淋冷卻后進(jìn)入到吸收塔內(nèi)，與吸收劑漿液進(jìn)行逆流接觸，把存在的SO2進(jìn)行脫除，凈化過后的煙氣再?gòu)奈账懦?，再?jīng)過除霧和再熱升壓后，經(jīng)煙囪進(jìn)入大氣中。在吸收塔內(nèi)部生成的具有亞硫酸鈣的混合漿液用泵送入到PH調(diào)節(jié)槽中，把PH值調(diào)節(jié)至4.5左右，而后送入到氧化塔中，在進(jìn)行強(qiáng)制的氧化，最后生成的石膏漿液經(jīng)增稠濃縮、離心分離和皮帶脫水后形成石膏制品。

4 石灰石/石膏濕法脫硫技術(shù)存在的問題

4.1 結(jié)垢和沉積。循環(huán)流化床鍋爐噴鈣中石灰石/石膏濕法脫硫技術(shù)在脫硫時(shí)最常見的問題就是結(jié)垢和沉積現(xiàn)象。結(jié)垢包括灰垢、石膏垢、混合結(jié)晶垢。灰垢主要是由于高溫?zé)煔庵械幕业某煞衷诮?jīng)過噴淋液的阻力后，會(huì)與噴淋的石膏漿液混合堆積在吸收塔的出入口處，并且越積越多；石膏垢的產(chǎn)生是當(dāng)吸收塔的石膏漿液中CaSO4大于飽和度時(shí)，溶液中的CaSO4就會(huì)析出結(jié)晶形成石膏垢；混合結(jié)晶垢是漿液中CaSO3濃度過高，CaSO4同時(shí)結(jié)晶析出形成。這些問題的出現(xiàn)會(huì)造成管道出現(xiàn)質(zhì)量問題，增加了系統(tǒng)的阻力，減少了煙氣流通的空間，影響到脫硫效率的大大降低。

4.2 設(shè)備的磨損。在脫硫的管道中，由于石灰石漿液和煙氣在長(zhǎng)期的通過中其中的固體顆粒會(huì)因?yàn)榱魉俚募哟髮?duì)設(shè)備的相關(guān)部位產(chǎn)生強(qiáng)烈的沖擊作用，造成設(shè)備的磨損，尤其是在流體中含有剝落的垢塊時(shí)，磨損程度會(huì)進(jìn)一步加深，這給設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性帶來不利影響，也不利于脫硫效率的提高。

5 問題的解決措施

5.1 對(duì)結(jié)構(gòu)和沉積現(xiàn)象的解決，首先要保證吸收塔的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)科學(xué)合理，從其型式、結(jié)構(gòu)、液氣比的控制以及工藝的選擇方面都要按照嚴(yán)格的設(shè)計(jì)方法進(jìn)行設(shè)計(jì)，保證石膏以及煙灰在排出上不會(huì)出現(xiàn)過多的結(jié)垢和沉積，另外對(duì)設(shè)備的運(yùn)行操作也要規(guī)范化，減少不必要的垢物產(chǎn)生，對(duì)出現(xiàn)的垢物要及時(shí)處理。

5.2 對(duì)于設(shè)備的磨損解決，首先要采取具有很強(qiáng)耐磨性的材料作為設(shè)備輔助材料，對(duì)于容易出現(xiàn)磨損的部位采取特殊的防護(hù)措施，并加大日常的維護(hù)檢修力度；其次，在設(shè)備運(yùn)行時(shí)要采取合理的流速，保證金屬磨損與流速的3～3.5次方成正比關(guān)系，對(duì)流體中含有的固體顆粒含量要實(shí)時(shí)的檢測(cè)控制，減少大的顆粒出現(xiàn)，因?yàn)榇蟮念w粒對(duì)設(shè)備的磨損更為嚴(yán)重，對(duì)小的顆粒要及時(shí)的過濾，例如，在煙氣進(jìn)入到吸收塔前采取靜電除塵的方式減少顆粒的產(chǎn)生。此外，還要加大對(duì)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)控，對(duì)泵內(nèi)空氣的進(jìn)入量要控制在一定的范圍內(nèi)，把吸入側(cè)護(hù)板和葉輪之間的縫隙控制在合理的范圍內(nèi)，這樣做的目的主要是為了減少氣蝕磨損帶來的損害。

結(jié)語

從我國(guó)當(dāng)前對(duì)脫硫技術(shù)研究應(yīng)用現(xiàn)狀來看，循環(huán)流化床爐內(nèi)噴鈣和石灰石脫硫技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用和發(fā)展，這種技術(shù)的脫硫效率與國(guó)家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)是相符的。循環(huán)流化床爐內(nèi)燃燒作為一種新型的燃燒技術(shù)，具有燃燒效率高、燃燒充分且有很好的環(huán)保性等的特點(diǎn)，對(duì)于企業(yè)來說具有較好經(jīng)濟(jì)性，運(yùn)用成本不高。在進(jìn)行應(yīng)用的過程中，要對(duì)影響到脫硫效果的各種因素做詳細(xì)的分析，有合理的控制，從而使這種技術(shù)得到不斷的優(yōu)化改進(jìn)，促進(jìn)其經(jīng)濟(jì)價(jià)值的提高。

[1]戴軍，謝玉榮，郝建剛，陳劍，秦鵬.循環(huán)流化床鍋爐脫硫技術(shù)[J].發(fā)電與空調(diào)，2013（06）：1-5.

[2]宋連禎.循環(huán)流化床鍋爐爐內(nèi)石灰石脫硫問題探討[J].技術(shù)與市場(chǎng)，2014（09）：133-134.

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