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循环流化床锅炉脱硫系统运行现状分析及优化途径

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摘要:本文以某化工生产企业的循环流化床锅炉实际运行工况为例,探讨该厂循环流化床锅炉烟气SO2排放情况,并针对烟气脱硫过程中存在脱硫剂使用量偏大、利用率偏低的问题拟定脱硫工艺优化方案。

关键词:循环流化床锅炉;炉内高温脱硫;粒径

循环流化床锅炉是综合沸腾床锅炉与化工行业流化床工艺的特点发展而来,因具有燃烧效率高、污染物排放量低和燃料适应性广等优点而得到广泛使用[1-3]

目前,脱硫脱硝技术均能满足环保排放标准,但在严峻的环保压力和经济运行形势下,各单位存在烟气脱硫经济任务重、运行成本高等问题。通过对部分单位锅炉运行情况的初步了解发现,在锅炉操作条件设置、烟气脱硫运行等方面不尽合理,存在进一步改善的可能性。例如,一些锅炉存在床温偏高、脱硫剂尺寸没有有效控制等问题,这些均在一定程度上降低了脱硫效率[4],对依靠炉内喷钙脱硫达标造成极大困难,同时增加了脱硫成本。

充分发挥循环流化床锅炉炉内脱硫潜力是循环流化床锅炉实现经济运行和可靠烟气超低排放的先决条件。通过优化循环流化床锅炉操作条件,合理选择脱硫剂尺寸,能够充分提高发挥炉内脱硫效率,同时有效降低脱硫成本。

本文以兖矿集团某公司循环流化床锅炉为例,研究锅炉烟气污染物排放,对入炉煤质、脱硫石灰石或石灰石粉样品、脱硫用石灰石、飞灰、循环灰等进行采样分析,对脱硫工艺存在的问题提出技术建议。

1循环流化床锅炉概况

 

该企业配备有两台130t/h高温高压循环流化床锅炉,型号TGZ-130/9.81-M。两台锅炉主要设计参数见表1

2脱硫系统工艺简介

石灰石炉内脱硫系统主要由石灰石仓、仓泵、给料机及气力输送系统、控制系统组成,石灰石耗量约3.5t/h,入炉粒度200目。炉内脱硫工艺基本能保证烟气SO2指标达标排放。锅炉尾部设置1套石灰石-石膏湿法脱硫系统,作为烟气脱硫、除尘的保障措施

3结果与讨论

3.1锅炉污染物排放情况

在锅炉稳定运行期间测试了两台锅炉除尘器后部烟气污染物排放情况,该位置烟气经过炉内高温脱硫和SNCR脱硝,运行期间脱硫方法为炉内喷钙脱硫,锅炉烟气经炉内喷钙脱硫后SO2排放指标能稳定在35mg/m3以下,锅炉烟气经SNCR脱硝后,NOx排放稳定在100mg/m3以下。

3.2脱硫剂用量、效率分析

2为该单位9~11月锅炉脱硫剂使用量,其中钙硫比以煤中硫的析出量为计算基础由表可知,该单位锅炉燃煤硫含量0.6%,炉内喷钙脱硫使用200目石灰石,CaO含量51%以上,Ca/S比为2.5,吨煤耗石灰石约0.092t,但实际脱硫Ca/S比平均9.07,远大于2.5,脱硫剂利用只有9.03%

针对炉内脱硫Ca/S比较高,对该单位锅炉的飞灰、脱硫用石灰石进行分析,3为分析数据。

3表明,1#2#3#炉飞灰粒径d(90)90um左右,而脱硫用石灰石粒径d(50)30um左右由粒度分布相对照可知石灰石中细颗粒偏多,有相当一部分(>50%)随飞灰直接飞出炉膛。由表3可知,3台锅炉飞灰含碳量达20%以上,CaO含量约40%,说明燃料和脱硫剂中细颗粒多,未完全燃烧反应便被飞灰带出炉外通过研究分析,脱硫用石灰石粒径分布不合理,细颗粒占比较多,是脱硫剂利用率低的主要原因,可通过优化入炉脱硫石灰石粒径或提高锅炉分离器分离效率的方式,延长脱硫剂在炉膛的停留时间和循环次数,以达到提高脱硫剂利用率的目的。

 

结论

总体上,该企业循环流化床锅炉通过炉内高温脱硫,烟气SO2指标基本能够达到循环流化床锅炉超低排放的要求但由于脱硫剂粒度选择不合适,造成脱硫剂用量大、利用率偏低的问题。建议改善石灰石粒度分布,采用0.1mm~0.8mm粒度石灰石减少细颗粒含量燃料最小颗粒直径不小于0.1mm

 

参考文献:

[1]岑可法,.循环流化床锅炉理论、设计与运行[M].北京:中国电力出版社,1997.

[2]林宗虎,.循环流化床锅炉[M].北京:化学工业出版社,2004.

[3]朱国桢,徐洋.循环流化床锅炉设计与计算[M].北京:清华大学出版社,2004.

[4]蒋文举.烟气脱硫脱硝技术手册[M].北京:化学工业出版社,2006.王钟,王颖.火电厂烟气脱硝技术探讨[J].吉林电力,2005,(6):1-5.

2020年7月16日 18:23
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