CFB鍋爐煙氣脫硫方式的比較

1、CFB鍋爐煙氣脫硫方式的比較摘要:CFB鍋爐是一種環(huán)保型的鍋爐，可以通過(guò)噴入一定的石灰石實(shí)現(xiàn)了一定效率的爐內(nèi)干法脫硫，爐內(nèi)脫硫效率一般在60%90%之間。但由于CFB鍋爐的燃料特點(diǎn)，在一些燃燒高硫燃料或所在地SO2排放標(biāo)準(zhǔn)要求嚴(yán)的CFB鍋爐,必須在爐后進(jìn)一步進(jìn)行煙氣脫硫。本文通過(guò)對(duì)傳統(tǒng)濕法脫硫工藝（鈣法、鎂法、氨法）存在的問(wèn)題以及對(duì)循環(huán)流化床干法脫硫工藝優(yōu)點(diǎn)的論述，得出了對(duì)于CFB鍋爐采用循環(huán)流化床干法脫硫工藝更具有科學(xué)性結(jié)論。關(guān)鍵詞:CFB鍋爐先除塵后脫硫先脫硫后除塵循環(huán)流化床干法綜合利用腐蝕結(jié)垢旁路CFB鍋爐以其在劣質(zhì)煤利用、煤種的適應(yīng)性、電網(wǎng)負(fù)荷調(diào)節(jié)等方面，具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，得到了廣泛的關(guān)

2、注。我國(guó)現(xiàn)已全面掌握了300MW及以下機(jī)組CFB鍋爐燃燒技術(shù),600MWCFB鍋爐技術(shù)也進(jìn)入了示范應(yīng)用階段。CFB鍋爐通過(guò)噴入一定的石灰石，在爐內(nèi)高溫煅燒生成CaO,與煙氣中的SO2進(jìn)行反應(yīng)，生成CaSO4實(shí)現(xiàn)了一定效率的爐內(nèi)干法脫硫，爐內(nèi)脫硫效率一般在60%90%（取決于Ca/S和鍋爐結(jié)構(gòu)）之間。但由于CFB鍋爐的燃料特點(diǎn)，在一些燃燒高硫燃料或所在地SO2排放標(biāo)準(zhǔn)要求嚴(yán)的CFB鍋爐,必須在爐后進(jìn)一步進(jìn)行煙氣脫硫。CFB鍋爐煙氣脫硫提效的傳統(tǒng)工藝路線，一般是煙氣先經(jīng)過(guò)布袋除塵器（或電除塵器）除塵后，再旁路進(jìn)入濕法脫硫裝置進(jìn)行煙氣的提效脫硫。由于CFB鍋爐煙氣含塵濃度高，加上爐內(nèi)脫硫后的煙塵比電

3、阻高。因此，傳統(tǒng)的CFB鍋爐煙氣除塵凈化一般采取配套布袋除塵器的方案。筆者認(rèn)為這種傳統(tǒng)的先除塵后脫硫的工藝方案，應(yīng)用于CFB鍋爐煙氣的二次脫硫，是一種不合理的工藝路線，特別是隨著取消脫硫旁路的要求日益得到落實(shí)，這種先除塵后脫硫的工藝方案所暴露的問(wèn)題將更加嚴(yán)重。這種傳統(tǒng)的先除塵后脫硫的工藝方案存在的問(wèn)題簡(jiǎn)述如下。濕法脫硫塔的洗滌效果可以除去經(jīng)電除塵器排出的部分顆粒（濕法脫硫的洗滌除塵效率一般可以達(dá)到50%），但由于濕法脫硫后的除霧器的除霧效果有限，排出的煙氣含有漿液水汽中，夾帶有大約15mg/m3的漿液細(xì)顆粒。因此，濕法脫硫后的煙氣含塵濃度中的細(xì)微顆粒濃度上升。這些粒徑低于PM2.5的細(xì)顆粒低空

4、排放，進(jìn)一步加劇了陰霾天氣的產(chǎn)生頻率，嚴(yán)重危害了人們的健康。公布的空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)結(jié)果達(dá)標(biāo)了，為什么還是灰蒙蒙的，看不見(jiàn)藍(lán)天？”這一人們普遍的疑問(wèn)，反映了我國(guó)陰霾問(wèn)題日益嚴(yán)重以及環(huán)保治理與實(shí)際效果的偏離。這一問(wèn)題的產(chǎn)生與我國(guó)大量火電機(jī)組的煙氣脫硫工藝路線采用電場(chǎng)數(shù)不足的電除塵器+濕法脫硫（不加GGH）不無(wú)關(guān)系。廢水污染濕法脫硫?qū)a(chǎn)生一定的廢水。濕法脫硫廢水成分復(fù)雜，含有一定的重金屬，必須單獨(dú)進(jìn)行處理，除了增加相應(yīng)的脫硫投資成本外。更多的是由于廢水成分較復(fù)雜，廢水處理系統(tǒng)維護(hù)量大，故障率高，容易引起環(huán)境的二次污染。脫硫石膏污染。由于脫硫石膏含有10%的水分,用于水泥，必須進(jìn)行烘干、造粒，需要消耗大量

5、的蒸汽等能源，成本遠(yuǎn)高于外購(gòu)天然石膏，并不劃算，因此脫硫石膏大部分是拋棄，造成脫硫石膏污染。針對(duì)傳統(tǒng)的先除塵后脫硫”工藝方案存在上述問(wèn)題，CFB鍋爐配套采用循環(huán)流化床干法脫硫+布袋除塵器的煙氣脫硫除塵一體化新型工藝方案，直接利用CFB鍋爐富鈣灰”先脫硫后除塵”的脫硫除塵一體化工藝方案具有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)。利用鍋爐排出煙塵中含有的大量未完全反應(yīng)的CaO作為吸收劑，大幅度降低了運(yùn)行成本，符合循環(huán)經(jīng)濟(jì)的要求。CFB鍋爐爐內(nèi)脫硫的Ca/S般為22.5。因此，鍋爐排出的煙氣飛灰中含有約50%未反應(yīng)完的CaO。煙氣中的CaO隨煙氣進(jìn)入流化床塔內(nèi)，在脫硫工藝注水的作用下，利用煙氣流化床所特有的高密度和激烈湍動(dòng)的

6、顆粒床層所形成的高傳質(zhì)傳熱速率,迅速消化生成Ca(OH)2,與煙氣進(jìn)行高效脫硫反應(yīng)，降低了運(yùn)行的成本。(1) 煙氣循環(huán)流化床干法脫硫的煙囪不要防腐循環(huán)流化床干法脫硫塔內(nèi)激烈湍動(dòng)的高密度的顆粒床層所形成的巨大吸附表面積，100%脫除SO3、HCI、HF等所有酸性氣體。因此,整個(gè)脫硫系統(tǒng)及后續(xù)的煙囪無(wú)需任何防腐。不但大大節(jié)約煙囪防腐的投資,還避免了因煙囪實(shí)施防腐出現(xiàn)問(wèn)題而導(dǎo)致的鍋爐機(jī)組停運(yùn)的損失。(2) 先脫硫后除塵，煙溫降低、煙氣化學(xué)侵害能力大幅度減弱，濾袋壽命大幅度延長(zhǎng)。另外，利用濾餅層還幫助提高了脫硫效率。循環(huán)流化床脫硫塔置于布袋除塵器前，加上煙氣經(jīng)過(guò)循環(huán)流化床塔脫硫后，煙氣溫度降低，有利于

7、提高布袋除塵器的濾袋壽命(濾袋壽命與煙氣溫度成反比),大大降低了布袋除塵器的維護(hù)成本。特別是循環(huán)流化床塔內(nèi)具有巨大的顆粒濃度，對(duì)鍋爐煙氣工況波動(dòng)具有較好的緩沖作用，可避免布袋除塵器發(fā)生超溫?zé)龤У氖鹿省２即龎m器置于循環(huán)流化床塔之后，濾袋表面的粉餅層含有未反應(yīng)完的Ca(OH)2,可以進(jìn)一步脫硫，提高脫硫效率。CFB鍋爐配套煙氣循環(huán)流化床干法脫硫+布袋除塵器，綜合脫硫效率很容易達(dá)到95%以上。另外，由于循環(huán)流化床反應(yīng)塔，具有SO2、SO3、HCI、HF等多組份污染物凈化能力。因此，經(jīng)流化床塔凈化后的煙氣，大大降低了對(duì)布袋除塵器濾料的化學(xué)侵害，提高了濾袋的使用壽命。煙氣循環(huán)流化床脫硫除塵一體化工藝的

8、典型工藝布置本身就沒(méi)有旁路。取消脫硫旁路的要求，對(duì)干法脫硫的設(shè)計(jì)沒(méi)有任何影響。循環(huán)流化床脫硫反應(yīng)塔，排空塔內(nèi)的物料后，可以看成是布置在布袋除塵器前的一根立起來(lái)的煙道”因此,干法脫硫工藝方案本身就不需要設(shè)旁路。干法脫硫的啟停簡(jiǎn)便快捷（大約30min可以完成系統(tǒng)啟停）。脫硫系統(tǒng)故障，需要退運(yùn)脫硫，不會(huì)對(duì)鍋爐機(jī)組運(yùn)行造成任何影響。不存在像濕法脫硫那樣，停運(yùn)后,有多達(dá)3千噸以上（1臺(tái)600機(jī)組）漿液需要特別處理的問(wèn)題。（5）不受煙氣負(fù)荷及含硫量限制，對(duì)煤質(zhì)煤種適應(yīng)性強(qiáng)。對(duì)于由于煤種的變化而造成煙氣中SO2濃度的增加，只需適當(dāng)增加吸收劑的加入量（設(shè)備無(wú)須改造）,就可以使脫硫效率得到提高，以滿足越來(lái)越嚴(yán)格

9、的環(huán)保要求。（6）包含細(xì)微顆粒物、重金屬Hg等在內(nèi)的多組份污染物的協(xié)同去除，滿足今后更嚴(yán)格的環(huán)保要求。SO3、HCl、HF等酸性氣體在流化床內(nèi)，先于SO2得到幾乎100%的高效脫除。同時(shí)，細(xì)微顆粒物，特別是小于PM2.5的細(xì)微顆粒，在流化床塔內(nèi)激烈湍動(dòng)的高密度顆粒床層的作用下，凝并成大顆粒，被脫硫后的布袋除塵器加以捕集。煙氣循環(huán)流化床干法脫硫后的煙氣，經(jīng)過(guò)布袋除塵器凈化后的粉塵排放容易控制在30mg/m3以下。鍋爐燃燒后產(chǎn)生的重金屬Hg,主要有兩種存在形式一種為Hg2+價(jià)態(tài)汞、一種為HgOHg2+價(jià)態(tài)汞極易溶于水，隨SO2得到高效去除。危害更大的HgO部分存在于細(xì)微顆粒表面，隨著細(xì)微顆粒在流化

10、床塔內(nèi)凝并成大顆粒后，被布袋除塵器加以脫除。不添加吸附劑，僅通過(guò)流化床內(nèi)的高密度顆粒吸附作用，脫汞率為60%左右。如果添加少量的活性炭粉，總脫汞率可以達(dá)到97%以上。另外,循環(huán)流化床脫硫后的煙溫比濕法脫硫高約2530C，抬升高度高，煙囪出口呈透明狀，感官效果好。(7) 節(jié)水、節(jié)能。對(duì)于燃煤電廠，煙氣循環(huán)流化床脫硫工藝的操作溫度高于濕法脫硫工藝25C以上，可較濕法脫硫節(jié)水35%左右。特別是，當(dāng)煙氣中含水量高時(shí)，節(jié)水更加明顯。另外，通過(guò)添加少量的節(jié)水劑，進(jìn)一步激活煙氣中的水含量，可延長(zhǎng)吸收劑Ca(OH)2表面的液膜存續(xù)時(shí)間，大幅度提高脫硫效率，實(shí)現(xiàn)高度節(jié)水。這一節(jié)水技術(shù)對(duì)我國(guó)富煤缺水地區(qū)，特別是缺水地區(qū)建設(shè)大型煤電一體化基地意義重大。并且系統(tǒng)簡(jiǎn)單、占地省、投資省、能耗低、運(yùn)行維護(hù)方便。(8) 煙氣循環(huán)流化床脫硫裝置同時(shí)具有脫硝的功能。面對(duì)國(guó)內(nèi)日益嚴(yán)峻的環(huán)保問(wèn)題，火電廠煙氣污染物排放濃度的標(biāo)準(zhǔn)將不斷提高，煙氣中氮氧化物的排放必將成為火電廠污染物排放的重點(diǎn)治理工作。目前，國(guó)內(nèi)的部分廠家已經(jīng)研制出一種脫硝劑，利用已有的煙氣循環(huán)流化床脫硫裝置，通過(guò)增設(shè)脫硝劑供應(yīng)系統(tǒng)，向吸收塔內(nèi)加入脫硝劑后，即可具有較高的脫硝效率。(9) 不產(chǎn)生廢水，副產(chǎn)物綜合利用范圍優(yōu)于濕法脫硫。煙氣循環(huán)流化床干法脫硫工藝不產(chǎn)生廢水。脫硫后的煙囪排放的煙氣為幾乎純凈的氣體。不存在濕法脫硫所存在的因?yàn)镾03和細(xì)微顆粒物脫除