以煤焦混合物為燃料的循環流化床SO2排放特性
摘要：在工業運行的410 t·h-1循環流化床鍋爐上進行煙煤、70％煙煤＋30％石油焦和50％無煙煤＋50％石油焦的燃燒試驗，研究了運行參數對SO2排放特性的影響。結果表明，3種燃料均能達到良好的燃燒效果，爐內溫度場分布均勻。在相同燃燒條件下，不同燃料SO2排放量與其中的含硫量呈正相關關系。SO2排放量隨溫度的升高先減小后增大，存在最佳脫硫溫度；隨鈣硫比的增大而減小；隨過量空氣系數的增大而減小；隨飛灰再循環量的增大而減小。對于不同種類的石灰石，大比表面積和高比孔容積的石灰石對SO2有較好的脫除效果。考察了燃用不同燃料的最佳溫度、鈣硫比和過量空氣系數，闡述了飛灰再循環和石灰石微觀結構在循環流化床鍋爐脫硫中的機理和作用，以期對循環流化床的設計和運行工作提供指導。
關鍵詞：循環流化床 石油焦 SO2排放 飛灰再循環 微觀結構
引 言
循環流化床燃燒技術具有燃料適應性廣、燃燒效率高、氮氧化物排放低、爐內脫硫成本低、負荷調節比大和負荷調節快等優點，對我國以煤炭為主要燃料的電力行業發展具有重要意義。我國循環流化床電站鍋爐的數量近３０００ 臺， 裝機總容量近４００００ ＭＷ，約占全國總裝機容量的８％。其中１００～２００ ＭＷ 循環流化床機組已投入運行近百臺，３００ ＭＷ 循環流化床機組已投入運行８ 臺，６００ＭＷ 超臨界循環流化床鍋爐國產化研制項目進展順利，我國已是世界上循環流化床鍋爐裝機數量最多、裝機容量最大的國家。
石油焦（又名生焦、延遲焦）是以原油蒸餾后的重油或其他重油經延遲焦化工藝而生成的，屬煉油工藝的副產品，產量約為原料油的２５％～３０％。
其熱值高，揮發分及灰分低，硫、氮元素及釩、鎳等堿金屬含量高，屬劣質燃料。石油焦中硫的含量決定了其最終用途。硫含量小于２％的石油焦通常用于生產電極，硫含量在２％ ～５％ 之間的石油焦通常被認為是燃料級石油焦。已有的研究結果和實際運行經驗表明，由于高著火點和長燃盡時間，在煤粉爐中摻燒石油焦很難達到理想效果；除非安裝昂貴的煙氣脫硫裝置，SO2的排放值很難達到環保要求。利用循環流化床燃燒技術回收石油焦熱量是石油焦利用的主導方向［１２］。
我國石油焦年產量達８００萬噸，將其作為循環流化床鍋爐的燃料，在動力生產中具有很大的經濟優勢，但其燃燒的污染物排放問題不容忽視［３］。Ｚｈａｏ等［４６］在試驗室規模的循環流化床裝置上進行過循環流化床煤焦混燒的SO2排放特性研究，認為不同燃料SO2排放的差異主要與其含硫量和燃燒特性有關，但在工業運行的循環流化床鍋爐上的此類研究還未見報道。本文在額定蒸發量４１０ｔ·ｈ－１的循環流化床鍋爐上分別對煙煤、無煙煤摻燒石油焦的SO2排放特性進行了試驗研究和比較分析，所得結果對我國燃用煤、石油焦混合燃料循環流化床鍋爐的開發、設計和運行具有一定借鑒意義。
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