摘要：本文针对热电厂烟气脱硫工艺技术改造进行分析，针对2X30 t/h循环流化床燃煤锅炉的现状以及脱硫要求，并结合我国烟气脱硫技术现状，选用石灰石一石膏法作为该发电厂的烟气脱硫工艺。基于此，本文就针对循环流化床燃煤锅炉烟气脱硫的工艺设计进行具体研究。
关键词：循环流化床；燃煤锅炉；烟气脱硫；工艺设计
1设计原则
第一，设计需满足的经济性要求：应根据系统所需的以及要求来选择烟气脱硫处理的工艺，并尽可能减少项目实施以及运行的费用。所应用的技术应先进且合理，要根据生产的所需的进行选择以及设计，在保证经济合理的前提下，还要尽可能运用先进的科技避免二次污染。脱硫系统运行时不会干扰锅炉的正常工作，并能够在设计前提下，达到二氧化硫的排出量达标。
第二，脱硫塔出口烟温控制在55℃左右，脱硫系统装置漏风率在1%以下（承包方建设范围内的烟风系统）。保证硫的去除率>98%工况下，脱硫剂、工艺水、电耗量等物耗应不超过保证值。
第三，在锅炉40%--110%额定负荷时，整套装置能正常稳定连续运行，并有一定的裕量。承包方提供脱硫及相关系统各部分的设计阻力，整个脱硫系统烟气总阻力（自现引风机出口至水平水泥烟道或烟囱入口）控制在1500 Pa以内。
2循环流化床燃煤锅炉烟气脱硫工艺
2.1硫的去除率高、燃料一的适应广
循环流化床在运行的过程中能够使设备内部的气一固以及固一固发生非常均匀棍合，并且如果使用的为非常难以着火的燃料的话，进入到循环流化床之后同样能够和内部的床料发生很快的接触混合，并且被加热到燃料泊勺着火温度，同时不会引起循环流化床内部床层温度的明显下降。此时，循环流化床燃烧锅炉就能够通过不所需的添加其他辅助燃料的方式来使所有燃料的燃烧。所以，循环流化床形式的锅炉能够燃烧基本上大部分的煤（如泥煤、烟煤、无烟煤），同时还包含了焦炭、煤歼石、油页岩等燃料。
2.2燃烧的效率很高
燃料在循环流化床锅炉里边的的燃烧效率一般都能够达到在98度左右，相同清况下是高于鼓泡流化床锅炉，能够和其他高效率的锅炉相比。循环流化床的锅炉拥有以下几个优点：循环流化床内部的气固混合效果比较好，并且比较充分、炉子内部燃料的燃烧速率也比较快，并且很多未能够充分燃烧的燃料能够被循环返回到炉膛的内部进行在燃烧。以上几点是关键的贡献。
2.3负荷调节功能好
在使用循环流化床锅炉过程中，当负荷改变的情况下，只需调节循环流化床锅炉炉子内部的给煤量、给风量以及物料循环量就能够满足设备的正常运行，而不所需的其他复杂的操作，如分床压火技术。通常情况下，循环流化床锅炉能够满足34%-110%的负荷调节，并且其负荷调节速度能够高达4%/min，因此其具备较好的负荷调节功能。
2.4燃烧热强度大
循环流化床锅炉的燃烧强度要明显好于其他一般的锅炉的燃烧强度，其截面的热负荷一般情况下能够达到3-6 MW/m}之间，是链条炉的2-6倍，同时也是鼓泡床锅炉的2-4倍之间。因此，循环流化床锅炉能够达到减少整个炉子以及炉膛的体积，以及减少过程中金属使用量的可能。
2.5灰渣综合使用功能好
循环流化床锅炉中燃料的燃烧温度比较低，因此在燃烧的过程中，不会出现灰渣粘结的不良现象，并且活性较好同时含碳量也能够保持在较低的水平。一般情况下，循环流化床的锅炉中产生的灰渣主要用途有以下几种，不仅可以用于制造水泥以及其他建筑材料之外，同时还能够达到生成物的回收使用的目的。
3循环流化床燃煤锅炉烟气脱硫的工艺设计分析
3.1几种脱硫工艺的比较
3.2.1石灰石一石膏湿法FGD工艺
在选用湿法石灰石一石膏的脱硫技术中，吸收剂会通过喷嘴喷入吸收塔并进行雾化。在吸收塔内的反应区，含有二氧化硫以及各种杂质的气体会以及石灰石进行碰撞，发生一系列反应，烟气中除去二氧化硫之外，其余的三氧化硫、氯化氢以及氟化氢被吸收剂吸收。二氧化硫被吸收以后的生成物会在吸收塔内继续发生反应最终生成石膏。
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该工艺关键特点如下：
1）硫的去除率高；2）技术成熟，可靠性高；3）可广泛应用于多种煤的燃烧；4）吸收剂石灰石的来源广泛，廉价易得，脱硫产生的副生成物可进行售卖、使用或抛弃；5）系统内部的物料呈浆液状态，系统容易发生结垢导致部分装置的堵塞；6）设备装置繁琐，所需占地面积大，前期修建费用以及建成后的运行维护费用高。
3.2.2旋转喷雾半干法FGD工艺
旋转喷雾半干法烟气脱硫工艺反应发生在气液固三相中，原理是使用雾化器使吸收剂变为雾状，使用烟气的温度来干燥吸收剂。吸收剂浆液在进入吸收塔前会由于喷嘴的作用形成雾状，旋转进入吸收塔和烟气发生反应，之后烟气的热量被吸收剂吸收后，水分由于温度增大而蒸发，最后反应生成干态的废渣并离开脱硫系统。
该工艺关键特点如下：
1）前期建设所需花费较少，装置简易且易维修；2）占地面积较少，耗能低；3）硫的去除率不高，多在70-90%之间；4）无废水排出，生成物为干态；5）对技术要求高，设备不易除尘。
3.2.3氨法FGD工艺
该工艺关键特点如下：1）硫的去除率高，一般可达到90%以上；2）适用范围广，不受锅炉容量以及煤种制约：3）工艺成熟，系统运行可靠；4）脱硫系统不产生二次污染；5）副生成物为硫酸氨，可做肥料，经济价值高；6）吸收剂为氨水，易采购，但氨水易挥发，设备易被腐蚀。
3.2.4氧化镁法FGD工艺
氧化镁法烟气脱硫工艺使用的脱硫剂是氧化镁经过熟化（加水）后生成氢氧化镁溶液，其原理是将一定浓度的氢氧化镁溶液通入吸收塔，在吸收塔内和二氧化硫发生反应，通过控制合适的操作参数，使得脱硫生成物为亚硫酸镁，在高温下热解为氧化镁以及二氧化硫能够循环使用。
该工艺关键特点如下：l）技术成熟、运行可靠；2）硫的去除率高，一般可达到95-98%；3）占地少、投资费用低；4）副产品能够出售以及循环使用；5）我国起步晚，缺乏实际运行经验，大部分的技术被国外所垄断。
3.3石灰石一石膏湿法FGD反应原理
石灰石一石膏法。吸收剂使用率不低于90%，烟气硫的去除率高达95%，适合任应用于几乎所有含硫量的煤种，脱硫生成物便于综合使用。但是石灰石一石膏法存在以下几个问题有可能将会严重影响整个系统的长期可靠运行：
第一，设备腐蚀：燃料经过燃烧后，排出的烟中含有多种微量的化学物质，在酸性的环境中他们对金属甚至不锈钢的腐蚀性明显将会增强。
第二，结垢以及堵塞：类似CaS03或CaSO4的固体沉积物会因为溶剂或浆液中的水分减少而以晶体的形式析出。生成物中的亚硫酸钙以及硫酸钙是引起脱硫塔发生结垢以及堵塞的关键原因所在，硫酸钙结垢坚硬板结，一旦结垢之后，想要从设备以及管道中去除将会使很困难的，进而将会有可能损坏所有和脱硫液相连的管道、阀门、水泵和仪表等。
第三，除雾器堵塞：脱硫塔中，雾化喷嘴产生的尺寸不均匀的雾滴和雾滴的不均匀分布，这种现象可能会导致吸收塔中较小尺寸的雾滴被烟气流带走。带走的雾滴如果没有及时清除，将在烟道内冷凝，产生烟道的腐蚀以及堵塞后果将会非常严重。因此，在脱硫塔上部设置的除雾器要定时进行清洁处理，防止吸收剂在上面发生结晶，对后期的操作产生不利的影响。
第四，脱硫剂的使用率：通常情况下，脱硫过程中会生成的亚硫酸盐以及硫酸盐，一旦不能够及时从系统中排除将会沉积在脱硫剂颗粒表面，将有效阻止脱硫剂和二氧化硫发生反应，石灰石和石灰会在未发生反应的状态下直接视为废渣随生成物一起排出，提高了脱硫剂以及脱硫生成物的后期处理的成本，同时也增加新脱硫剂的投入量，导致了总的成本的大大提高。
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论文作者:刘燕明,王凤娟
论文发表刊物:《电力设备》2017年第30期
论文发表时间:2018/3/13
标签：流化床论文; 烟气论文; 锅炉论文; 工艺论文; 生成物论文; 石灰石论文; 燃料论文; 《电力设备》2017年第30期论文;