循环流化床在烟气脱硫中的应用分析

赵雅晶

（中钢设备有限公司，北京 100080）

循环流化床在烟气脱硫中的应用分析

赵雅晶

（中钢设备有限公司，北京 100080）

燃煤电厂锅炉烟气脱硫技术包括湿法脱硫、干法脱硫及半干法脱硫，湿法烟气脱硫工艺以石灰/石灰石-石膏法为代表，干法、半干法烟气脱硫工艺以流化床烟气脱硫技术为代表。20世纪80年代流化态技术首次应用于烟气脱硫，循环流化床烟气脱硫具有工艺成熟、流程简单、可靠性高、基建投资及运行成本低、脱硫效率高等优势，故在煤化工生产中的应用越来越广泛。结合某煤化公司的实际情况，介绍了循环流化床在烟气脱硫中的应用。

循环流化床；烟气脱硫；技术分析

1 烟气脱硫方法概述

烟气脱硫技术包括干法脱硫、湿法脱硫、半干法脱硫，其中干法脱硫虽然脱硫副产物无二次污染问题，但是其不仅效果差，而且脱硫剂利用率低；湿法脱硫具有脱硫率高的优势，但是其工艺复杂，存在二次污染的问题；半干法脱硫具备干湿脱硫法的优点，脱硫效率高及无二次污染的问题，成本也相对较低，但是其脱硫剂利用率低、控制复杂。循环流化床是半干法脱硫的升级，其利用物料再循环原理使得脱硫剂与烟气中的二氧化硫长时间接触，充分提高脱硫剂的利用率。

2 循环流化床烟气脱硫技术的实际应用

某火力发电厂装机容量2×125MW，配2台420t/h燃煤锅炉，采用循环流化床干法脱硫工艺，一炉一塔脱硫，烟气尾部设置布袋除尘器。其循环流化床烟气脱硫技术工艺流程如下：

2.1 工艺流程

本工程中，循环流化床的吸收剂选择干态消石灰，在Turbosorp反应器中，二氧化硫与粉状消石灰氢氧化钙发生反应，吸收烟气中的二氧化硫，吸收剂可多次循环利用，其与烟气的接触时间大大延长，从而达到提高烟气脱硫效率的目标。在实际运行中，锅炉燃烧产生的烟气通过空气预热器出口进入静电除尘器由其进行预除尘处理，然后烟气再由锅炉引风机后主烟道引出由底部进入Turbo反应器，并从上部离开。由于反应器下部管道内气流加速，产品所流返回与烟气、氢氧化钙一起在通过反应器下部管道时会受气流的影响呈悬浮状态形成流化床，烟气与颗粒之间不断接触、碰撞、摩擦，气-固之间的传热、传质反应得以强化，此时再向反应器内喷水冷却烟气温度，最终达到最佳的反应温度，提高脱硫效率。剩余的烟尘及烟气离开反应器后进入布袋除尘器，由除尘器进行净化处理，再由增压风机、出口挡板门排出烟囱，即完成烟气脱硫。

2.2 合理控制影响脱硫效率的几个因素

分析循环流化床烟气脱硫的工艺流程可知，反应温度及流化床床压是直接影响脱硫效率的决定性因素，因此要合理控制这两项参数：

2.2.1 反应温度

通常情况下，反应塔出口烟气温度达到79.36℃时，脱硫效率达到94.82%的峰值，当停止向反应塔喷水后，反应塔出口烟气温度上升，此时脱硫效率直线下降，向反应塔喷水持续几分钟后，反应塔出口烟气温度下降，脱硫效率又逐渐回升。由此可见，反应塔的温度变化会直接影响脱硫效率，烟气温度越低，脱硫效率越高。因此在实际运行中可通过向反应塔内喷水的方法调节脱硫反应温度。不过虽然烟气温度提高了脱硫效率，但是也带来一个问题，即塔内固体颗料物会出现粘壁现象，严重时可能会出现结块，导致流化床的稳定性被破坏而发生积灰堵塞，因此反应温度的控制要合理。

2.2.2 流化床床压

循环流化床设备的稳定性是由反应塔内流场的稳定性来决定的，而设备的稳定性又直接影响到脱硫效率。如果流化床床料压降过小，烟气无法与吸收剂充分接触，达不到理想的脱硫效果；反应床料压降过大则易发生“塌床”现象，因此循环流化床烟气脱硫运行中要建立稳定的流化床床压。运行过程中无法保证气化斜槽回料量的稳定性，反应塔内流化床床压会随之波动，如果维持在500～800Pa之间可保证系统的稳定性，脱硫效率也可趋于稳定。

2.2.3 其它注意事项

循环流化床脱硫是通过循环流化床实现吸收剂的多次循环利用，吸收剂与烟气接触时间延长可提高吸收剂的应用率及脱硫效率。不过循环流化床脱硫技术工艺控制比较复杂，应用过程中要注意以下几点：

首先，启动脱硫变频调速，混有硫的烟气进入吸收塔后，此时空气温度较低要对其进行加热处理，才能更接近真实含硫气体。含硫气体进入吸收塔后，吸收剂螺旋给料装置给料，通过喷头喷雾使得烟气与吸收剂更充分的接触、混合。其次，吸附含硫气体的粉尘进入脉冲布袋除尘器，控制脉冲清灰阀可使粉尘落在料仓，螺旋给料机回流实现吸收剂的循环利用。烟气脱硫系统应布置在锅炉除尘器之后，增设用于捕集脱硫副产品的装置，保证原吸收剂的综合利用。最后，注意吸收塔各段及风机前后需设置压力变送器，以在线检测吸收塔各段的压力变化及脉冲除尘器的阻力。在脉冲除尘器与吸收塔中间设置SO2在线检测仪，以分析脱硫效果。此外，吸收塔各段及风机前后要设置热电阻，可对吸收塔各段温度变化及脉冲除尘器进出口的温度进行检测。

3 循环流化床烟气脱硫技术的应用前景

虽然相比其它烟气脱硫工艺，循环流化床烟气脱硫具有比较突出的优势，但是其压力降、脱硫剂等仍然存在诸多问题。在循环流化床运行过程中，循环流化床自身的结构、气体的流动速度、床内固体颗料物的质量浓度等是决定循环流化床压力降的主要因素。出于工艺的需要循环流化床的压力降往往设置在1 500～2 500Pa之间，需要增加新的脱硫风机才能克服如此大的压降，不仅增加了运行成本，而且反应塔内大量物料的湍动会直接影响到压力降的稳定性。除了压力降的问题外，脱硫剂也存在石灰品位低、质量稳定性差、供应量不足、价格过高等问题，并且99%的脱硫剂都参与了循环，增加了脱硫塔内的浓度，导致除尘器负荷加重。

针对上述问题，建议后续要对循环流化床脱硫塔内气体-固体的运动规律进行深入研究，分析塔内气体的流体模型，进一步优化循环流化床的设计，降低塔体阻力，并有效解决湿壁结垢的问题。还要加强高效脱硫剂的研发与制备研究，降低吸收剂的成本，可以将粉煤灰、电石渣、硼泥、废石灰膏等工业废弃物作为研究方向，研究钙基脱硫剂，通过以废治废降低脱硫成本，提高资源利用率。此外，还要树立系统思维观念，系统考虑脱硫工艺的前段和后续，尤其要认真考虑脱硫副产品的处理和综合利用问题。在欧洲脱硫技术发达地区脱硫副产品已被广泛应用于建材、粘合剂、植物肥料等各个领域，我国可以借鉴、引进，结合我国的实际情况发展脱硫副产品的综合利用技术。

4 结束语

由于我国对二氧化硫的污染治理起步比较晚，有些脱硫技术尚不成熟。循环流化床烟气脱硫技术是一种比较先进的脱硫技术，相比干法脱硫、湿法脱硫其具有投资少、脱硫效率高、工艺流程简单、占地面积小、技术成熟的特点，比较适合我国国情。实际运行过程中要注意反应温度及流化床床压等参数的控制，以更好的提高设备运行的稳定性及脱硫效率，同时加强高效脱硫剂的研发与制备研究，降低吸收剂的成本，提高综合效益。

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Application of Circulating Fluidized Bed in Flue Gas Desulfurization

Zhao Ya-jing

Flue gas desulfurization（FGD）of coal-fi red power plants includes wet desulfurization，dry desulfurization and semidry desulfurization.The lime/limestone-gypsum method is as representative of the wet fl ue gas desulfurization process and circulating fl uidized bed technical is as representative of the dry and semi-dry FGD process.In the 1980s，fl uidized-state technology was fi rst used in fl ue gas desulfurization.The circulating fl uidized bed fl ue gas desulfurization process has the advantages of mature technology，simple process，high reliability，low capital investment and running cost，high desulfurization effi ciency.This technical of application in coal Chemical production is more and more widely.This paper analyzes the application of circulating fl uidized bed in fl ue gas desulphurization combined with the actual situation of a coal chemical company.

Circulating fl uidized bed；Flue gas desulfurization；Technical analysis

X701.3

B

1003-6490（2016）07-0011-02

2016-07-15

赵雅晶（1980—），女，吉林磐石人，工程师，主要从事工程项目管理工作。