我國大型火電廠煙氣脫(tuo)硫(liu)主要(yao)采用石灰(hui)石/石膏濕法脫(tuo)硫(liu)工(gong)藝，該技術脫(tuo)硫(liu)效(xiao)率高，但(dan)系統復雜、投資較大、占(zhan)地面積(ji)大、運行成本較高。新(xin)建小型燃煤鍋爐的二氧化硫(liu)和氮氧化物(以NO2計)的排。

我國大(da)(da)型(xing)火電廠煙(yan)氣(qi)脫(tuo)硫主要(yao)采用石(shi)灰(hui)石(shi)/石(shi)膏(gao)濕法(fa)脫(tuo)硫工藝，該技術脫(tuo)硫效(xiao)率高，但系統復雜、投資較大(da)(da)、占(zhan)地面積大(da)(da)、運行成本較高。新建(jian)小(xiao)型(xing)燃(ran)煤(mei)(mei)鍋爐(lu)的(de)二氧化(hua)(hua)硫和氮氧化(hua)(hua)物(以(yi)NO2計)的(de)排放均應控制在100 mg/m3以(yi)內，這(zhe)就要(yao)求燃(ran)煤(mei)(mei)鍋爐(lu)必須肩負污染物排放控制與生態保(bao)護的(de)環境責(ze)任(ren)，并(bing)肩負應對氣(qi)候變(bian)化(hua)(hua)的(de)歷(li)史責(ze)任(ren)，SNCR脫(tuo)硝+爐(lu)內脫(tuo)硫技術在此方面就發揮(hui)了重大(da)(da)作用。

1.工程(cheng)概況

某工(gong)程(cheng)建設2*150t/h機組，配套建設脫(tuo)(tuo)硫島裝置(zhi)對2*150t/h爐(lu)后煙氣(qi)進(jin)行(xing)脫(tuo)(tuo)硫、脫(tuo)(tuo)硝(xiao)。鍋(guo)爐(lu)型式為(wei)TG-150/9.81-14，鍋(guo)爐(lu)連(lian)續(xu)蒸發量(liang)為(wei)150t/h，過(guo)(guo)熱器(qi)出口蒸汽(qi)壓力為(wei)9.81MPa，過(guo)(guo)熱器(qi)出口蒸汽(qi)溫(wen)度(du)為(wei)540度(du)。對于高硫煤，用(yong)石(shi)灰石(shi)作(zuo)添加劑可(ke)實(shi)現(xian)爐(lu)內脫(tuo)(tuo)硫，氨水或尿素作(zuo)還原劑可(ke)實(shi)現(xian)爐(lu)內脫(tuo)(tuo)硝(xiao)，效率可(ke)達95%以上，通過(guo)(guo)控制爐(lu)膛溫(wen)度(du)和分級燃燒可(ke)以實(shi)現(xian)低NOX排放。近年(nian)來(lai)，CFB鍋(guo)爐(lu)作(zuo)為(wei)一種環保型鍋(guo)爐(lu)在工(gong)業生產中被(bei)廣泛應用(yong)。

2.循環流(liu)化床煙氣脫硫技術原理

 目(mu)前，煙(yan)氣脫(tuo)硫脫(tuo)硝技(ji)術目(mu)前已經很成熟，因其系統簡單，便于操作，價(jia)格低廉，應(ying)用很廣泛，尤其在蒸發量小的鍋爐比較(jiao)占優勢(shi)。煙(yan)氣脫(tuo)硫(FGD)是大規模(mo)商業(ye)化(hua)應(ying)用的脫(tuo)硫方法。

基本(ben)原理是：鈣基脫(tuo)硫劑(ji)是循(xun)環流化床鍋爐內(nei)燃燒過程中脫(tuo)硫的廣泛應用的脫(tuo)硫劑(ji)，它不僅來源廣，價格低，更重要的是具有較好的低溫反應活性和(he)產物的抗高(gao)溫分解性能。

 鈣基脫(tuo)硫(liu)劑在循環流化(hua)床燃燒過程中脫(tuo)硫(liu)的主要反應

(1)脫硫劑的熱(re)分解反應: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)(fan)應(ying)表明，石灰石等鈣(gai)基脫硫(liu)(liu)劑必須熱解成CaO才能有效(xiao)固(gu)硫(liu)(liu)。這就是石灰石煅燒(shao)過程。石灰石煅燒(shao)溫度(du)(du)非(fei)常重(zhong)要，溫度(du)(du)低(di)于800℃則(ze)煅燒(shao)程度(du)(du)低(di)，高于930℃則(ze)使產生的CaO晶格發生變化，尤其(qi)是孔隙變小或(huo)燒(shao)結堵塞，使CaO反(fan)(fan)應(ying)表面積變小因而降低(di)反(fan)(fan)應(ying)活性。一(yi)般在(zai)850～910℃之間為(wei)煅燒(shao)溫度(du)(du)。(2)、(3)反(fan)(fan)應(ying)式(shi)，是CaO的固(gu)硫(liu)(liu)反(fan)(fan)應(ying)和(he)氧化反(fan)(fan)應(ying)，產生亞硫(liu)(liu)酸(suan)鈣(gai)和(he)較(jiao)穩(wen)定(ding)的硫(liu)(liu)酸(suan)鈣(gai)。

從(cong)反應(ying)(1)和(3)就可以看出(chu)，脫硫反應(ying)中脫硫劑(ji)熱(re)(re)解(jie)為(wei)(wei)吸(xi)熱(re)(re)反應(ying)，固硫反應(ying)為(wei)(wei)放(fang)熱(re)(re)反應(ying)，分析(xi)爐(lu)(lu)(lu)內噴鈣(gai)(gai)脫硫影(ying)響(xiang)鍋爐(lu)(lu)(lu)熱(re)(re)效率(lv)的因素主要有：a、噴射的鈣(gai)(gai)基吸(xi)收劑(ji)量(liang)過剩，導致吸(xi)收劑(ji)熱(re)(re)解(jie)吸(xi)熱(re)(re)，消耗爐(lu)(lu)(lu)內熱(re)(re)量(liang);b、吸(xi)收劑(ji)的輸送(song)介質為(wei)(wei)冷(leng)空氣(qi)，相當于(yu)增加(jia)鍋爐(lu)(lu)(lu)漏風(feng)、排煙(yan)熱(re)(re)損失有所增加(jia)。但(dan)是經過大(da)量(liang)的實(shi)驗(yan)研究，后面一種影(ying)響(xiang)對于(yu)鍋爐(lu)(lu)(lu)熱(re)(re)效率(lv)的變化甚微，因此(ci)影(ying)響(xiang)鍋爐(lu)(lu)(lu)熱(re)(re)效率(lv)的因素就是脫硫劑(ji)的利用(yong)(yong)率(lv)即(ji)鈣(gai)(gai)利用(yong)(yong)率(lv)。當鈣(gai)(gai)利用(yong)(yong)率(lv)為(wei)(wei)35.6%時，脫硫放(fang)熱(re)(re)、吸(xi)熱(re)(re)平衡，對鍋爐(lu)(lu)(lu)熱(re)(re)效率(lv)不(bu)產生(sheng)影(ying)響(xiang)，若大(da)于(yu)35.6%則對鍋爐(lu)(lu)(lu)熱(re)(re)效率(lv)產生(sheng)正效應(ying)，反之產生(sheng)負(fu)效應(ying)。

爐(lu)(lu)內石(shi)(shi)(shi)灰石(shi)(shi)(shi)脫(tuo)(tuo)硫(liu)(liu)系(xi)統，要求石(shi)(shi)(shi)灰石(shi)(shi)(shi)純度(du)(du)>90%，石(shi)(shi)(shi)灰石(shi)(shi)(shi)粒度(du)(du)0～1mm，水(shui)(shui)分(fen)含量<0.5%。國外大量CFB鍋(guo)爐(lu)(lu)的(de)(de)(de)脫(tuo)(tuo)硫(liu)(liu)運(yun)行(xing)結(jie)果顯示，CFB鍋(guo)爐(lu)(lu)采用爐(lu)(lu)內脫(tuo)(tuo)硫(liu)(liu)技(ji)術(shu)，SO2排放(fang)可(ke)(ke)以滿足排放(fang)標準，CFB鍋(guo)爐(lu)(lu)爐(lu)(lu)內脫(tuo)(tuo)硫(liu)(liu)效率由脫(tuo)(tuo)硫(liu)(liu)劑(ji)特性(xing)及粒度(du)(du)、床層溫度(du)(du)、鈣(gai)硫(liu)(liu)比等因素決(jue)定(ding)。爐(lu)(lu)內脫(tuo)(tuo)硫(liu)(liu)可(ke)(ke)以體(ti)現(xian)CFB鍋(guo)爐(lu)(lu)潔凈燃燒的(de)(de)(de)技(ji)術(shu)優勢(shi)，完(wan)全能(neng)夠實現(xian)高效、低污染(ran)(ran)的(de)(de)(de)清潔燃燒，不僅可(ke)(ke)以減(jian)少(shao)電(dian)廠(chang)占地(di)面積，降低同城投(tou)資、廠(chang)用電(dian)耗(hao)和運(yun)行(xing)成(cheng)本，同時(shi)避免了二次(ci)污染(ran)(ran)。占地(di)面積為濕(shi)法工(gong)藝的(de)(de)(de)30%～40%，系(xi)統布置靈活，適合(he)(he)現(xian)有(you)機組(zu)的(de)(de)(de)改造和場地(di)緊(jin)缺機組(zu)的(de)(de)(de)新建;工(gong)程投(tou)資運(yun)行(xing)費用和脫(tuo)(tuo)硫(liu)(liu)成(cheng)本相當于濕(shi)法工(gong)藝的(de)(de)(de)50%～70%;能(neng)源消耗(hao)如電(dian)耗(hao)、水(shui)(shui)耗(hao)等，僅為濕(shi)法工(gong)藝的(de)(de)(de)30%～50%。循環(huan)灰及吸收劑(ji)中的(de)(de)(de)氫氧化鈣(gai)顆粒迅速與煙氣(qi)中的(de)(de)(de)SO2等酸(suan)性(xing)物(wu)(wu)質混合(he)(he)反應，生成(cheng)CaSO4、CaSO3、以及CaCI2等干(gan)態(tai)物(wu)(wu)質，并隨煙氣(qi)進(jin)入(ru)布袋除塵器。

3.循環流化床SNCR煙氣脫硝原(yuan)理(li) 下面以尿素脫硝做一舉(ju)例：

首先將(jiang)尿(niao)素在溶(rong)(rong)解罐中注水溶(rong)(rong)解，配置成(cheng)35～40%左右濃度的(de)尿(niao)素溶(rong)(rong)液，因尿(niao)素溶(rong)(rong)解為吸熱反應，溶(rong)(rong)解過(guo)程中需(xu)要進行(xing)加(jia)熱。將(jiang)溶(rong)(rong)解好的(de)尿(niao)素溶(rong)(rong)液通過(guo)加(jia)注泵輸送入儲罐內以供后續SNCR 脫硝使(shi)用。

在(zai)進行SNCR 脫硝(xiao)時(shi)，尿素(su)(su)溶(rong)液(ye)輸(shu)送(song)泵將30～40%左(zuo)右的(de)(de)溶(rong)液(ye)從(cong)儲罐(guan)中抽出，在(zai)靜態混合器中和工藝水混合稀釋成(cheng)10%左(zuo)右的(de)(de)溶(rong)液(ye)，輸(shu)送(song)到爐前SNCR 噴槍(qiang)處。尿素(su)(su)溶(rong)液(ye)通過噴槍(qiang)霧(wu)(wu)化(hua)后，以(yi)霧(wu)(wu)狀噴入煙氣系(xi)統內(nei)，與煙氣中的(de)(de)氮(dan)(dan)氧化(hua)物發生化(hua)學反(fan)應(ying)，生成(cheng)氮(dan)(dan)氣，去除氮(dan)(dan)氧化(hua)物，從(cong)而達(da)到脫硝(xiao)目的(de)(de)。

此外，在既(ji)定氨氮比的(de)條件下(xia)，以尿素作(zuo)為(wei)(wei)反應劑，當溫度區間(jian)為(wei)(wei)850～950℃時，脫硝效率佳。

4.SNCR脫硝(xiao)+爐(lu)內脫硫(liu)技術(shu)存(cun)在的(de)問(wen)題

 ①向(xiang)爐膛輸送(song)石灰石粉無法保證(zheng)均(jun)勻(yun)、連續(xu)，石灰石粒度、濕度等特性易隨環境(jing)因素變(bian)化;

 ②石灰石粉(fen)較細且易吸潮，導(dao)致(zhi)料(liao)倉容易結塊(kuai)堵塞，造成下(xia)料(liao)不暢;

③給料(liao)機易磨損;

④對鍋爐參數穩定(ding)性(xing)要求太高;

⑤脫硫副產品(CaSO4)的回收利用。

5.結語

循環流化(hua)床煙氣(qi)脫(tuo)(tuo)硫(liu)(liu)脫(tuo)(tuo)硫(liu)(liu)技(ji)術(shu)反應劑直接與(yu)煙氣(qi)進行接觸，提高了脫(tuo)(tuo)硫(liu)(liu)脫(tuo)(tuo)硝效率，與(yu)其(qi)他脫(tuo)(tuo)硫(liu)(liu)技(ji)術(shu)相比在諸多方(fang)面(mian)(mian)具(ju)有(you)很大的(de)優越性。就目前(qian)的(de)技(ji)術(shu)水平而(er)言，傳統的(de)脫(tuo)(tuo)硫(liu)(liu)工藝在設備投資(zi)、運行等方(fang)面(mian)(mian)還有(you)存在一些問題，采用爐內脫(tuo)(tuo)硫(liu)(liu)和(he)SNCR脫(tuo)(tuo)硝聯合深度煙氣(qi)凈(jing)化(hua)技(ji)術(shu)，在技(ji)術(shu)上(shang)可行合理，經濟上(shang)具(ju)有(you)明顯優勢，政(zheng)策(ce)方(fang)面(mian)(mian)完(wan)全符(fu)合國家產業政(zheng)策(ce)要求。