CFB—FGD半干法脱硫技术的应用

陆慷

摘 要：循环流化床烟气脱硫工艺是八十年代末德国鲁奇（LURGI）公司开发的一种新的半干法脱硫工艺，这种工艺以循环流化床原理为基础以干态消石灰粉Ca（OH）2作为吸收剂，通过吸收剂的多次再循环，在脱硫塔内延长吸收剂与烟气的接触时间，以达到高效脱硫的目的，同时大大提高了吸收剂的利用率。

关键词：半干法脱硫；SO2达标排放

一、背景介绍

尼龙科技公司位于河南省平顶山市叶县工业园内，Ⅰ期安装2台30MW背压式汽轮发电机组，配2台260t/h高温高压循环流化床锅炉，于2015年10月建成投产。设计之初考虑二氧化硫污染日益严重，秉着高度的社会责任感，为适应不断严格的二氧化硫排放标准及企业自身发展的需求，提出3个选用脱硫工艺的原则：（1）脱硫后排烟中的SO2应符合国家排放标

准的规定和新建机组环境评价要求；（2）脱硫设施的经济性高；（3）脱硫设施能稳定运行，脱硫率稳定，维修工作量小。

二、CFB-FGD半干法烟气脱硫技术原理

典型的CFB-FGD系统由烟气系统、吸收塔系统、布袋除尘器系统、工艺水系统、吸收剂制备系统及供应系统、物料循环系统及电气仪表系统等组成。来自锅炉的空气预热器的烟气从吸收塔底部进入吸收塔。在此处高温烟气与加入的吸收剂、循环脱硫灰充分预混合，进行初步的脱硫反应，在这一区域主要完成吸收剂与HCl、HF的反应。然后烟气通过脱硫塔下部的文丘里管的加速，进入循环流化床床体；物料在循环流化床里，气固两相由于气流的作用，产生激烈的湍动与混合，充分接触，在上升的过程中，不断形成絮状物向下返回，而絮状物在激烈湍动中又不断解体重新被气流提升，形成类似循环流化床锅炉所特有的内循环颗粒流，使得气固间的滑落速度高达单颗粒滑落速度的数十倍；脱硫塔顶部结构进一步强化了絮状物的返回，进一步提高了塔内颗粒的床层密度，使得床内的Ca/S比高达50以上，SO2充分反应。在文丘里的出口扩管段设有喷水装置，喷入的雾化水用以降低脱硫反应器内的烟温，使烟温降至高于烟气露点20℃左右，从而使得SO2与Ca（OH）2的反应转化为可以瞬间完成的离子型反应。第二步的充分反应，生成副产物CaSO3·1/2H2O。烟气在上升过程中，颗粒一部分随烟气被带出脱硫塔，一部分因自重重新回流到循环流化床内，进一步增加了流化床的床层颗粒浓度和延长吸收剂的反应时间。

由于流化床中气固间良好的传热、传质效果，SO3全部得以去除，加上排烟温度始终控制在高于露点温度20℃以上，因此烟气不需要再加热，同时整个系统也无须任何的防腐处理。 净化后的含尘烟气从脱硫塔顶部侧向排出，然后转向进入脱硫后除尘器进行气固分离，再通过引风机排入烟囱。

三、尼龙科技公司脱硫工艺

（一）脱硫剂的选择。脱硫剂采用当地生产的生石灰粉，通过脱硫系统配套消化器制成消石灰粉，根据脱硫需要加入到脱硫塔中。

（二）主要反应机理

Ca（OH）2+SO2=CaSO3·1/2H2O+1/2H2O

Ca（OH）2+SO3=CaSO4·1/2H2O+1/2H2O

CaSO3·1/2H2O+1/2O2=CaSO4·1/2H2O

Ca（OH）2+CO2=CaCO3+H2O

Ca（OH）2+2HCl=CaCl2·2H2O（～75℃）（强吸潮性物料）

2Ca（OH）2+2HCl= CaCl2.Ca（OH）2·2H2O（>120℃）

Ca（OH）2+2HF=CaF2+2H2O

（三）工艺流程及脱硫效果分析。通过公司实时对脱硫效果进行在线检测，烟气处理前和处理后的具体监测项目、数据分析在线检测数据，烟气处理系统完全达到设计要求，排放指标符合最新《火电厂大气污染物排放标准》及平顶山市地方环保要求。二氧化硫排放浓度由2181mg/Nm3降低至50 mg/Nm3左右，排放量由11474t/a降至250t/a；锅炉尾部烟尘浓度约为

45000mg/Nm3经布袋除尘器除尘后，其烟尘排放浓度为

10mg/Nm3左右，烟尘排放量由236753t/a减少为52.61t/a；运行以来取得了良好的社会效益。

四、系统维护

（1） CFB-FGD半干法烟气脱硫工艺中喷水量的控制系统及其控制方法属于半干法烟气脱硫技术领域，喷嘴的雾化效果关系到脱硫效率机系统正常运行，需要高品质喷嘴且要经常性更换，维护费用较高。（2）系统终极除尘为布袋除尘，除尘效率高，但布袋易老化破裂，最长三年就要更换一次，更换费用上百万。在日常运行中，为了延长布袋使用寿命，应掌握好喷水量和烟气量的比例和灰斗内的加热设备稳定运行，防止大量的水气附着在布袋上。（3）消石灰品质要符合要求，保证其纯度，以减少清理积灰的次数。

结束语：半干法烟气净化技术作为一项高性能多效的大气污染控制技术，已成熟应用于尼龙科技热电车间的生产中，其副产品处理方法简单且对环境不会造成严重污染，系统技术完全能达到高效除尘脱硫的效果。

参考文献：

[1] 阎维平，洁净煤发电技术[M].北京：中国电力出版社，2002.