我國大型(xing)火(huo)電(dian)廠煙氣脫(tuo)硫主要采用石(shi)灰石(shi)/石(shi)膏(gao)濕法脫(tuo)硫工藝，該(gai)技術脫(tuo)硫效率(lv)高(gao)，但(dan)系統(tong)復雜、投資較大、占地面積大、運行成(cheng)本較高(gao)。新建小型(xing)燃煤(mei)鍋爐的(de)二(er)氧化硫和(he)氮氧化物(以NO2計)的(de)排。

我國(guo)大型火(huo)電廠煙(yan)氣脫硫(liu)(liu)主要采用石(shi)灰(hui)石(shi)/石(shi)膏(gao)濕法脫硫(liu)(liu)工藝，該技(ji)術脫硫(liu)(liu)效率高，但系統復雜、投資較(jiao)大、占地(di)面積大、運行成本較(jiao)高。新建小型燃(ran)煤鍋(guo)爐(lu)(lu)的二氧化(hua)硫(liu)(liu)和氮氧化(hua)物(wu)(以NO2計)的排放均應控制在100 mg/m3以內，這就要求燃(ran)煤鍋(guo)爐(lu)(lu)必須肩(jian)負(fu)污染(ran)物(wu)排放控制與生態保(bao)護的環境責(ze)任，并肩(jian)負(fu)應對(dui)氣候(hou)變化(hua)的歷史責(ze)任，SNCR脫硝+爐(lu)(lu)內脫硫(liu)(liu)技(ji)術在此方面就發(fa)揮了重大作(zuo)用。

1.工程概況

某工(gong)程建設2*150t/h機組(zu)，配(pei)套(tao)建設脫(tuo)硫島裝置對2*150t/h爐(lu)后(hou)煙氣進行(xing)脫(tuo)硫、脫(tuo)硝(xiao)。鍋爐(lu)型式為TG-150/9.81-14，鍋爐(lu)連續(xu)蒸(zheng)(zheng)發量為150t/h，過熱器出口(kou)蒸(zheng)(zheng)汽壓(ya)力為9.81MPa，過熱器出口(kou)蒸(zheng)(zheng)汽溫度為540度。對于高硫煤，用石灰石作(zuo)(zuo)添加劑(ji)可實現(xian)(xian)爐(lu)內脫(tuo)硫，氨水或尿素作(zuo)(zuo)還原劑(ji)可實現(xian)(xian)爐(lu)內脫(tuo)硝(xiao)，效率可達(da)95%以上，通過控(kong)制(zhi)爐(lu)膛溫度和分級燃(ran)燒可以實現(xian)(xian)低NOX排放。近年來，CFB鍋爐(lu)作(zuo)(zuo)為一種環保(bao)型鍋爐(lu)在工(gong)業生產中被(bei)廣泛(fan)應用。

2.循環流(liu)化床煙氣(qi)脫硫技術原(yuan)理

目前(qian)，煙(yan)氣脫硫脫硝技術目前(qian)已經很成熟(shu)，因其系統簡單，便于操作，價格低廉，應(ying)用(yong)很廣泛，尤其在蒸發量小(xiao)的鍋爐(lu)比較(jiao)占優勢。煙(yan)氣脫硫(FGD)是大規模商業化應(ying)用(yong)的脫硫方法。

基(ji)本原理是(shi)：鈣基(ji)脫硫劑是(shi)循環流化(hua)床鍋爐內燃燒過程中脫硫的廣泛應用的脫硫劑，它不僅來源(yuan)廣，價(jia)格(ge)低(di)，更重(zhong)要(yao)的是(shi)具(ju)有較(jiao)好的低(di)溫反應活性(xing)和產物的抗高溫分(fen)解性(xing)能。

鈣基脫(tuo)硫劑在循環流化床燃燒過程中脫(tuo)硫的主(zhu)要(yao)反應

(1)脫硫劑的熱分解反(fan)應:CaCO3→CaO+CO2-178.4 kJ/mol

(2)脫硫(liu)反應:CaO+SO2→CaSO3

(3)氧化反應:CaSO3+1/2O2 →CaSO4+501.1 kJ/mol

其(qi)中，(1)反(fan)應表(biao)明，石(shi)(shi)灰(hui)(hui)石(shi)(shi)等鈣基脫硫(liu)(liu)(liu)劑必須熱解(jie)成CaO才能(neng)有效固(gu)硫(liu)(liu)(liu)。這就是(shi)石(shi)(shi)灰(hui)(hui)石(shi)(shi)煅(duan)燒(shao)(shao)過(guo)程(cheng)。石(shi)(shi)灰(hui)(hui)石(shi)(shi)煅(duan)燒(shao)(shao)溫(wen)度(du)非(fei)常重要，溫(wen)度(du)低于(yu)800℃則(ze)(ze)煅(duan)燒(shao)(shao)程(cheng)度(du)低，高(gao)于(yu)930℃則(ze)(ze)使(shi)產生(sheng)的(de)CaO晶格發生(sheng)變化(hua)，尤其(qi)是(shi)孔隙變小(xiao)或燒(shao)(shao)結(jie)堵(du)塞(sai)，使(shi)CaO反(fan)應表(biao)面(mian)積變小(xiao)因(yin)而降低反(fan)應活性(xing)。一般在850～910℃之(zhi)間為煅(duan)燒(shao)(shao)溫(wen)度(du)。(2)、(3)反(fan)應式，是(shi)CaO的(de)固(gu)硫(liu)(liu)(liu)反(fan)應和(he)氧化(hua)反(fan)應，產生(sheng)亞(ya)硫(liu)(liu)(liu)酸(suan)鈣和(he)較穩定的(de)硫(liu)(liu)(liu)酸(suan)鈣。

從反(fan)應(ying)(ying)(ying)(1)和(3)就(jiu)可以看出，脫(tuo)(tuo)硫(liu)反(fan)應(ying)(ying)(ying)中脫(tuo)(tuo)硫(liu)劑(ji)熱(re)(re)解為吸熱(re)(re)反(fan)應(ying)(ying)(ying)，固(gu)硫(liu)反(fan)應(ying)(ying)(ying)為放(fang)熱(re)(re)反(fan)應(ying)(ying)(ying)，分析爐(lu)(lu)內噴鈣(gai)(gai)(gai)脫(tuo)(tuo)硫(liu)影(ying)響(xiang)鍋(guo)爐(lu)(lu)熱(re)(re)效(xiao)率(lv)的(de)因(yin)素主(zhu)要有：a、噴射的(de)鈣(gai)(gai)(gai)基吸收(shou)劑(ji)量(liang)過剩，導致吸收(shou)劑(ji)熱(re)(re)解吸熱(re)(re)，消耗爐(lu)(lu)內熱(re)(re)量(liang);b、吸收(shou)劑(ji)的(de)輸送介質為冷空(kong)氣，相當于(yu)增加鍋(guo)爐(lu)(lu)漏風(feng)、排煙熱(re)(re)損失有所增加。但是經過大量(liang)的(de)實驗研究，后面一種影(ying)響(xiang)對于(yu)鍋(guo)爐(lu)(lu)熱(re)(re)效(xiao)率(lv)的(de)變化甚(shen)微，因(yin)此影(ying)響(xiang)鍋(guo)爐(lu)(lu)熱(re)(re)效(xiao)率(lv)的(de)因(yin)素就(jiu)是脫(tuo)(tuo)硫(liu)劑(ji)的(de)利(li)用(yong)(yong)率(lv)即鈣(gai)(gai)(gai)利(li)用(yong)(yong)率(lv)。當鈣(gai)(gai)(gai)利(li)用(yong)(yong)率(lv)為35.6%時，脫(tuo)(tuo)硫(liu)放(fang)熱(re)(re)、吸熱(re)(re)平(ping)衡，對鍋(guo)爐(lu)(lu)熱(re)(re)效(xiao)率(lv)不產生影(ying)響(xiang)，若(ruo)大于(yu)35.6%則(ze)對鍋(guo)爐(lu)(lu)熱(re)(re)效(xiao)率(lv)產生正效(xiao)應(ying)(ying)(ying)，反(fan)之產生負效(xiao)應(ying)(ying)(ying)。

爐內(nei)石(shi)(shi)灰石(shi)(shi)脫(tuo)硫(liu)(liu)(liu)系統(tong)，要(yao)求石(shi)(shi)灰石(shi)(shi)純度>90%，石(shi)(shi)灰石(shi)(shi)粒(li)度0～1mm，水分含(han)量<0.5%。國(guo)外(wai)大量CFB鍋(guo)(guo)(guo)爐的(de)脫(tuo)硫(liu)(liu)(liu)運(yun)行結果顯示，CFB鍋(guo)(guo)(guo)爐采用(yong)(yong)爐內(nei)脫(tuo)硫(liu)(liu)(liu)技術，SO2排放(fang)可以(yi)滿(man)足排放(fang)標準，CFB鍋(guo)(guo)(guo)爐爐內(nei)脫(tuo)硫(liu)(liu)(liu)效率由脫(tuo)硫(liu)(liu)(liu)劑特性(xing)及(ji)粒(li)度、床層溫(wen)度、鈣硫(liu)(liu)(liu)比等(deng)(deng)因素決定(ding)。爐內(nei)脫(tuo)硫(liu)(liu)(liu)可以(yi)體現(xian)CFB鍋(guo)(guo)(guo)爐潔凈燃燒的(de)技術優勢，完全能夠(gou)實現(xian)高(gao)效、低(di)污染(ran)的(de)清潔燃燒，不僅(jin)可以(yi)減少電(dian)(dian)廠(chang)占(zhan)地面積，降低(di)同城投(tou)資(zi)(zi)、廠(chang)用(yong)(yong)電(dian)(dian)耗和運(yun)行成(cheng)本，同時避(bi)免了(le)二次污染(ran)。占(zhan)地面積為濕(shi)(shi)法(fa)工(gong)藝(yi)的(de)30%～40%，系統(tong)布置靈活，適合現(xian)有機(ji)組的(de)改造(zao)和場地緊缺機(ji)組的(de)新建;工(gong)程投(tou)資(zi)(zi)運(yun)行費(fei)用(yong)(yong)和脫(tuo)硫(liu)(liu)(liu)成(cheng)本相當(dang)于濕(shi)(shi)法(fa)工(gong)藝(yi)的(de)50%～70%;能源消耗如電(dian)(dian)耗、水耗等(deng)(deng)，僅(jin)為濕(shi)(shi)法(fa)工(gong)藝(yi)的(de)30%～50%。循環(huan)灰及(ji)吸(xi)收劑中的(de)氫(qing)氧化鈣顆粒(li)迅(xun)速與(yu)煙(yan)氣(qi)中的(de)SO2等(deng)(deng)酸性(xing)物質混合反應，生(sheng)成(cheng)CaSO4、CaSO3、以(yi)及(ji)CaCI2等(deng)(deng)干(gan)態(tai)物質，并隨煙(yan)氣(qi)進(jin)入布袋除塵(chen)器。

3.循環流化床SNCR煙(yan)氣脫硝原理(li) 下面以尿素(su)脫硝做一舉例：

首先將尿(niao)素(su)(su)(su)在溶解(jie)罐中注水(shui)溶解(jie)，配置成35～40%左右濃度的尿(niao)素(su)(su)(su)溶液，因尿(niao)素(su)(su)(su)溶解(jie)為(wei)吸熱反應(ying)，溶解(jie)過程中需要進行加熱。將溶解(jie)好的尿(niao)素(su)(su)(su)溶液通過加注泵(beng)輸送入(ru)儲(chu)罐內以(yi)供(gong)后續SNCR 脫硝使(shi)用(yong)。

在進(jin)行(xing)SNCR 脫硝(xiao)時，尿素溶液輸送(song)泵將(jiang)30～40%左右的(de)溶液從儲(chu)罐中(zhong)抽出，在靜態混(hun)合器中(zhong)和(he)工(gong)藝水混(hun)合稀釋(shi)成10%左右的(de)溶液，輸送(song)到(dao)爐(lu)前SNCR 噴(pen)槍(qiang)(qiang)處。尿素溶液通過噴(pen)槍(qiang)(qiang)霧化后，以(yi)霧狀噴(pen)入煙(yan)氣系統(tong)內，與煙(yan)氣中(zhong)的(de)氮氧化物發生化學反(fan)應，生成氮氣，去除氮氧化物，從而達到(dao)脫硝(xiao)目的(de)。

此(ci)外，在既(ji)定氨氮比的條件下，以(yi)尿(niao)素作(zuo)為反應劑，當(dang)溫(wen)度區間為850～950℃時(shi)，脫硝(xiao)效率佳。

4.SNCR脫(tuo)硝(xiao)+爐內脫(tuo)硫技術存在的問題(ti)

①向爐膛輸送石灰(hui)石粉無法保證均勻、連續(xu)，石灰(hui)石粒度、濕(shi)度等特性易(yi)隨環境因素變化;

②石灰石粉較細且易吸潮，導(dao)致料(liao)倉(cang)容易結塊堵塞，造(zao)成下料(liao)不暢;

③給料機易磨損;

④對(dui)鍋爐參數(shu)穩定性要求太高;

⑤脫硫(liu)副產(chan)品(CaSO4)的回收(shou)利(li)用。

5.結語

循環流化床煙氣(qi)脫(tuo)(tuo)硫(liu)(liu)脫(tuo)(tuo)硫(liu)(liu)技術(shu)(shu)反應劑直接與(yu)煙氣(qi)進(jin)行接觸，提高了脫(tuo)(tuo)硫(liu)(liu)脫(tuo)(tuo)硝效(xiao)率，與(yu)其他(ta)脫(tuo)(tuo)硫(liu)(liu)技術(shu)(shu)相比在(zai)諸多方(fang)(fang)面具有很大的(de)優越性(xing)。就目前的(de)技術(shu)(shu)水(shui)平而言，傳統的(de)脫(tuo)(tuo)硫(liu)(liu)工藝在(zai)設備投資、運行等方(fang)(fang)面還有存(cun)在(zai)一些問(wen)題(ti)，采用爐內脫(tuo)(tuo)硫(liu)(liu)和SNCR脫(tuo)(tuo)硝聯合(he)深度(du)煙氣(qi)凈化技術(shu)(shu)，在(zai)技術(shu)(shu)上(shang)可行合(he)理(li)，經濟上(shang)具有明顯(xian)優勢，政策(ce)方(fang)(fang)面完全符合(he)國家(jia)產業政策(ce)要求。