循环流化床炉内喷钙和石灰石石膏湿法脱硫的技术分析

廖亮

摘 要：循环流化床锅炉具有燃烧效率高、适应范围广的特点，在现代工业中得到了普遍的应用，而且在实施的过程中又得到了不断地改进和优化。本文主要对循环流化床锅炉炉内的脱硫原理和影响因素进行了分析，并对提高流化床炉喷钙和石灰石的脱硫效率提出了一些参考建议。

关键词：循环流化床锅炉；石灰石；脱硫；影响因素

中图分类号：TK229 文献标识码：A

循环流化床燃烧技术是一种新型的燃烧技术，相对于过去传统的燃烧方法来说，它具有燃烧效率高、使用范围广的特点，并且在脱硫方面具有成本低、配套设施简单、脱硫效果良好的优势，在近些年来经济的发展推动下，在工业中有了较为成熟的运用。

1 石灰石/石膏湿法脱硫技术的应用分析

我国的工业发展中，能源供应大都是以煤炭为主，随着我国经济的快速发展，对于煤炭能源的需求量日益增加，煤炭资源带给人们生活带来便利的同时也产生一系列的消极的影响，其中最为主要的危害就是导致酸雨问题的加重，从我国的实际来看，造成我国酸雨危害的主要类型是硫酸型酸雨，有90%以上的SO2都是来源于煤炭资源的使用，因此，采取正确合理的烟气脱硫技术是控制煤炭燃烧中SO2含量的重要举措，也是抑制我国酸雨产生的关键措施。目前，对于煤炭燃烧中SO2的脱硫方法主要有石灰石/石膏湿法脱硫技术、荷电干吸收剂喷射技术、循环流化床锅炉内部喷钙加尾部增湿活化脱硫技术、循环流化床锅炉脱硫技术、海水脱硫技术等等，在这些方法中，石灰石/石膏湿法脱硫的技术在我国的应用范围最为广泛。

2 脱硫的原理分析

石灰石/石膏湿法脱硫的技术是利用石灰石作为吸收剂，具有运行稳定较为可靠、工作效率高、使用范围广且价格低廉的特点。它的脱硫原理主要是：SO2在进入吸收塔烟气中后被吸收变化为H2SO3，这时候的H2SO3经过反应后被分离为H+和HSO3离子，然后一部分的HSO3在烟气中O2的作用下被氧化为H2SO4，然后又和浆液中的CaCO3产生化学反应生成CaSO4·2H2O；剩下的部分HSO3-在吸收塔贮槽中在空气的氧化作用下生成H2SO4再和原料中的CaCO3发生中和作用，形成CaSO4·2H2O。从上述分析可看出，石灰石/石膏湿法脱硫技术在进行脱硫时主要由两部分过程组成，即吸收和氧化。采用化学方程式表达反应就是如下算法：

CaCO3+2SO2+H2O→Ca（HSO3）2+CO2↑

Ca（HSO3）2+O2+H2O→CaSO4·2H2O+SO2

2CaSO3·H2O+O2+3H2O→2CaSO4·2H2O

Ca2++SO42-+2H2O→CaSO4·2H2O

3 石灰石/石膏湿法脱硫技术的工艺流程

循环流化床炉内石灰石/石膏湿法脱硫技术的工艺流程主要是由烟气系统、吸收系统、吸收剂制备系统以及石膏的脱水系统组成的。

从实际的脱硫程序来看，其工艺流程主要是：煤炭的烟气在经过除尘后，在热交换和喷淋冷却后进入到吸收塔内，与吸收剂浆液进行逆流接触，把存在的SO2进行脱除，净化过后的烟气再从吸收塔排出，再经过除雾和再热升压后，经烟囱进入大气中。在吸收塔内部生成的具有亚硫酸钙的混合浆液用泵送入到PH调节槽中，把PH值调节至4.5左右，而后送入到氧化塔中，在进行强制的氧化，最后生成的石膏浆液经增稠浓缩、离心分离和皮带脱水后形成石膏制品。

4 石灰石/石膏湿法脱硫技术存在的问题

4.1 结垢和沉积。循环流化床锅炉喷钙中石灰石/石膏湿法脱硫技术在脱硫时最常见的问题就是结垢和沉积现象。结垢包括灰垢、石膏垢、混合结晶垢。灰垢主要是由于高温烟气中的灰的成分在经过喷淋液的阻力后，会与喷淋的石膏浆液混合堆积在吸收塔的出入口处，并且越积越多；石膏垢的产生是当吸收塔的石膏浆液中CaSO4大于饱和度时，溶液中的CaSO4就会析出结晶形成石膏垢；混合结晶垢是浆液中CaSO3浓度过高，CaSO4同时结晶析出形成。这些问题的出现会造成管道出现质量问题，增加了系统的阻力，减少了烟气流通的空间，影响到脱硫效率的大大降低。

4.2 设备的磨损。在脱硫的管道中，由于石灰石浆液和烟气在长期的通过中其中的固体颗粒会因为流速的加大对设备的相关部位产生强烈的冲击作用，造成设备的磨损，尤其是在流体中含有剥落的垢块时，磨损程度会进一步加深，这给设备运行的稳定性带来不利影响，也不利于脱硫效率的提高。

5 问题的解决措施

5.1 对结构和沉积现象的解决，首先要保证吸收塔的结构设计科学合理，从其型式、结构、液气比的控制以及工艺的选择方面都要按照严格的设计方法进行设计，保证石膏以及烟灰在排出上不会出现过多的结垢和沉积，另外对设备的运行操作也要规范化，减少不必要的垢物产生，对出现的垢物要及时处理。

5.2 对于设备的磨损解决，首先要采取具有很强耐磨性的材料作为设备辅助材料，对于容易出现磨损的部位采取特殊的防护措施，并加大日常的维护检修力度；其次，在设备运行时要采取合理的流速，保证金属磨损与流速的3～3.5次方成正比关系，对流体中含有的固体颗粒含量要实时的检测控制，减少大的颗粒出现，因为大的颗粒对设备的磨损更为严重，对小的颗粒要及时的过滤，例如，在烟气进入到吸收塔前采取静电除尘的方式减少颗粒的产生。此外，还要加大对设备运行状态的监控，对泵内空气的进入量要控制在一定的范围内，把吸入侧护板和叶轮之间的缝隙控制在合理的范围内，这样做的目的主要是为了减少气蚀磨损带来的损害。

结语

从我国当前对脱硫技术研究应用现状来看，循环流化床炉内喷钙和石灰石脱硫技术的应用已经得到了广泛的应用和发展，这种技术的脱硫效率与国家规定的标准是相符的。循环流化床炉内燃烧作为一种新型的燃烧技术，具有燃烧效率高、燃烧充分且有很好的环保性等的特点，对于企业来说具有较好经济性，运用成本不高。在进行应用的过程中，要对影响到脱硫效果的各种因素做详细的分析，有合理的控制，从而使这种技术得到不断的优化改进，促进其经济价值的提高。

参考文献

[1]戴军，谢玉荣，郝建刚，陈剑，秦鹏.循环流化床锅炉脱硫技术[J].发电与空调，2013（06）：1-5.

[2]宋连祯.循环流化床锅炉炉内石灰石脱硫问题探讨[J].技术与市场，2014（09）：133-134.