循環流化床干法煙氣脫硫技術的應用
摘要: 國家對節能減排要求日益提高，火電廠流化床機組建設項目不斷增多。文章介紹了南昌電廠循環流化床干法脫硫的主要設計參數及工藝流程，對運行過程中影響脫硫效率的因素進行分析并提出相應對策。
關鍵詞：循環流化床,煙氣脫硫,應用
1 概況
煙氣脫硫技術按脫硫產物的干濕形態， 可以分為濕法、半干法、干法工藝，循環流化床煙氣脫硫屬于干法脫硫工藝， 較多運用于國內小機組的煙氣脫硫改造項目中。
南昌發電廠裝機容量2×125 MW，配2 臺420 t/h 燃煤鍋爐，采用循環流化床干法脫硫工藝、一爐一塔脫硫裝置， 煙氣尾部安裝布袋除塵器。該裝置于 2007 年7 月完成系統調試，8 月進入試運行，脫硫效率達到85%以上,煙塵出口濃度小于50 mg/Nm3，目前該脫硫裝置運行穩定。
2 工藝流程
循環流化床脫硫工藝采用干態的消石灰作為吸收劑， 通過二氧化硫與粉狀消石灰氫氧化鈣在 Turbosorp 反應器內發生反應，去除煙氣中的SO2，通過吸收劑的多次再循環， 延長吸收劑與煙氣的接觸時間，提高煙氣脫硫效率。
鍋爐爐膛燃燒后的煙氣通過空氣預熱器出口，進入靜電除塵器ESP 預除塵。經過靜電除塵預除塵之后， 煙氣從鍋爐引風機后的主煙道上引出從底部進入Turbo 反應器并從上部離開。煙氣和氫氧化鈣以及返回產品氣流，在通過反應器下部文丘里管時, 受到氣流的加速而懸浮起來,形成流化床,煙氣和顆粒之間不斷摩擦、碰撞,強化了氣固之間的傳熱、傳質反應。通過向反應器內噴水,使煙氣溫度冷卻并控制在70 ℃左右， 達到最佳的反應溫度與脫硫效率。與煙氣接觸發生化學反應剩下的煙塵和煙氣一起離開反應器并進入下游的布袋除塵器。經過布袋除塵器凈化后的煙氣經增壓風機和出口擋板門后排入 210 m 高度煙囪。工藝流程見圖1 所示。
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3 設計參數
3.1 煤質分析
南昌電廠燃用煤種較多，礦點主要分布在萍鄉、豐城、高安一帶。表1 為2×125MW 機組設計燃用煤種的煤質分析結果。
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3.2 設計煙氣參數
煙氣主要參數見表2。
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3.3 生石灰參數
石灰成分見表3。
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4 影響脫硫效率的因素及對策
4.1 反應溫度
運行過程中反應塔的溫度變化對脫硫效率的影響較大，反應塔煙氣溫度越低,脫硫效率越高。控制脫硫反應溫度是通過向反應塔內噴入工藝水來調節的。通過調節高壓回流噴嘴回流水量的大小來控制噴入反應塔內的工藝水量，從而控制反應塔的溫度。噴入的霧化水量多少, 由反應塔出口煙溫與煙氣飽和溫度的差值ΔT 來決定。干法煙氣脫硫后的煙氣飽和溫度在50 ℃左右,ΔT 一般控制在20～30 ℃,即運行過程中反應塔出口煙溫一般控制在70～80 ℃。圖2 為南昌發電廠2007 年6 月13 日進行性能優化試驗時所做的吸收塔反應溫度對脫硫效率的影響曲線，從DCS 顯示屏上的截圖可以看到,當反應塔出口煙氣溫度達到79.36 ℃時,脫硫效率達到最高值 94.82%。在20：00 時停止向反應塔噴水，反應塔出口煙氣溫度上升，脫硫效率陡然下降，在20：04 分時向反應塔噴水，反應塔出口煙氣溫度下降，脫硫效率逐漸上升。
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雖然吸收塔出口煙氣溫度越低, 脫硫效率越高, 但是反應溫度越低， 塔內固體顆粒物粘壁的可能性越大,嚴重時會發生顆粒物結塊的現象。結塊后的物料破壞了塔內流化床的穩定性, 導致反應塔積灰堵塞。因此,實際運行過程中根據所需要達到的脫硫效率和使用的吸收劑品質來控制反應溫度，不可一味地通過降低反應溫度來提高脫硫效率。
4.2 流化床床壓
與傳統的濕法脫硫工藝不同，循環流化床反應塔內流場的穩定性和均勻性直按影響脫硫效率和設備的穩定性。若流化床床料壓降太小,煙氣和吸收劑顆粒接觸不充分,脫硫效率難以保證；流化床床料壓降太大,則易發生“塌床”現象。因此，建立穩定的流化床床壓是保證循環流化床脫硫效率和運行穩定的關鍵。運行時將床料壓降設定為600 Pa。由于氣化斜槽回料量不穩, 反應塔內流化床床壓會在500～ 800 Pa 之間波動,在這個范圍內,系統能穩定運行,脫硫效率能穩定在85%以上。當鍋爐在低負荷運行時（低于70%），通過調節再循環煙道擋板門開度來增加煙氣流量，保證流化床床壓和系統的穩定運行。
5 結束語
循環流化床脫硫工藝具有投資少、占地面積小、脫硫副產品少，無廢水排放，無二次污染等優勢，比較適用于現有小機組的脫硫改造工程。目前該脫硫裝置在南昌電廠已連續穩定運行1 年時間， 該裝置在南昌電廠的成功應用也為國內其它同類型機組選擇脫硫工藝提供了充分的借鑒作用。在今后的運行過程中，將繼續掌握干法脫硫運行特點，保證脫硫設備的長期穩定運行,為保護環境、節能減排做出應有的貢獻。
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