循环流化床干法烟气脱硫技术的应用
摘要: 国家对节能减排要求日益提高，火电厂流化床机组建设项目不断增多。文章介绍了南昌电厂循环流化床干法脱硫的主要设计参数及工艺流程，对运行过程中影响脱硫效率的因素进行分析并提出相应对策。
关键词：循环流化床,烟气脱硫,应用
1 概况
烟气脱硫技术按脱硫产物的干湿形态， 可以分为湿法、半干法、干法工艺，循环流化床烟气脱硫属于干法脱硫工艺， 较多运用于国内小机组的烟气脱硫改造项目中。
南昌发电厂装机容量2×125 MW，配2 台420 t/h 燃煤锅炉，采用循环流化床干法脱硫工艺、一炉一塔脱硫装置， 烟气尾部安装布袋除尘器。该装置于 2007 年7 月完成系统调试，8 月进入试运行，脱硫效率达到85%以上,烟尘出口浓度小于50 mg/Nm3，目前该脱硫装置运行稳定。
2 工艺流程
循环流化床脱硫工艺采用干态的消石灰作为吸收剂， 通过二氧化硫与粉状消石灰氢氧化钙在 Turbosorp 反应器内发生反应，去除烟气中的SO2，通过吸收剂的多次再循环， 延长吸收剂与烟气的接触时间，提高烟气脱硫效率。
锅炉炉膛燃烧后的烟气通过空气预热器出口，进入静电除尘器ESP 预除尘。经过静电除尘预除尘之后， 烟气从锅炉引风机后的主烟道上引出从底部进入Turbo 反应器并从上部离开。烟气和氢氧化钙以及返回产品气流，在通过反应器下部文丘里管时, 受到气流的加速而悬浮起来,形成流化床,烟气和颗粒之间不断摩擦、碰撞,强化了气固之间的传热、传质反应。通过向反应器内喷水,使烟气温度冷却并控制在70 ℃左右， 达到最佳的反应温度与脱硫效率。与烟气接触发生化学反应剩下的烟尘和烟气一起离开反应器并进入下游的布袋除尘器。经过布袋除尘器净化后的烟气经增压风机和出口挡板门后排入 210 m 高度烟囱。工艺流程见图1 所示。
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3 设计参数
3.1 煤质分析
南昌电厂燃用煤种较多，矿点主要分布在萍乡、丰城、高安一带。表1 为2×125MW 机组设计燃用煤种的煤质分析结果。
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3.2 设计烟气参数
烟气主要参数见表2。
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3.3 生石灰参数
石灰成分见表3。
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4 影响脱硫效率的因素及对策
4.1 反应温度
运行过程中反应塔的温度变化对脱硫效率的影响较大，反应塔烟气温度越低,脱硫效率越高。控制脱硫反应温度是通过向反应塔内喷入工艺水来调节的。通过调节高压回流喷嘴回流水量的大小来控制喷入反应塔内的工艺水量，从而控制反应塔的温度。喷入的雾化水量多少, 由反应塔出口烟温与烟气饱和温度的差值ΔT 来决定。干法烟气脱硫后的烟气饱和温度在50 ℃左右,ΔT 一般控制在20～30 ℃,即运行过程中反应塔出口烟温一般控制在70～80 ℃。图2 为南昌发电厂2007 年6 月13 日进行性能优化试验时所做的吸收塔反应温度对脱硫效率的影响曲线，从DCS 显示屏上的截图可以看到,当反应塔出口烟气温度达到79.36 ℃时,脱硫效率达到最高值 94.82%。在20：00 时停止向反应塔喷水，反应塔出口烟气温度上升，脱硫效率陡然下降，在20：04 分时向反应塔喷水，反应塔出口烟气温度下降，脱硫效率逐渐上升。
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虽然吸收塔出口烟气温度越低, 脱硫效率越高, 但是反应温度越低， 塔内固体颗粒物粘壁的可能性越大,严重时会发生颗粒物结块的现象。结块后的物料破坏了塔内流化床的稳定性, 导致反应塔积灰堵塞。因此,实际运行过程中根据所需要达到的脱硫效率和使用的吸收剂品质来控制反应温度，不可一味地通过降低反应温度来提高脱硫效率。
4.2 流化床床压
与传统的湿法脱硫工艺不同，循环流化床反应塔内流场的稳定性和均匀性直按影响脱硫效率和设备的稳定性。若流化床床料压降太小,烟气和吸收剂颗粒接触不充分,脱硫效率难以保证；流化床床料压降太大,则易发生“塌床”现象。因此，建立稳定的流化床床压是保证循环流化床脱硫效率和运行稳定的关键。运行时将床料压降设定为600 Pa。由于气化斜槽回料量不稳, 反应塔内流化床床压会在500～ 800 Pa 之间波动,在这个范围内,系统能稳定运行,脱硫效率能稳定在85%以上。当锅炉在低负荷运行时（低于70%），通过调节再循环烟道挡板门开度来增加烟气流量，保证流化床床压和系统的稳定运行。
5 结束语
循环流化床脱硫工艺具有投资少、占地面积小、脱硫副产品少，无废水排放，无二次污染等优势，比较适用于现有小机组的脱硫改造工程。目前该脱硫装置在南昌电厂已连续稳定运行1 年时间， 该装置在南昌电厂的成功应用也为国内其它同类型机组选择脱硫工艺提供了充分的借鉴作用。在今后的运行过程中，将继续掌握干法脱硫运行特点，保证脱硫设备的长期稳定运行,为保护环境、节能减排做出应有的贡献。
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