循环流化床锅炉超低排放技术研究

2019-01-22宋小俊

资源节约与环保 2019年7期

宋小俊

（山西西山热电有限责任公司山西太原 030001）

引言

随着国民环保意识的逐渐增强，人们对火电发电也是十分关注，同时火力发电中排放的高污染性也是影响其行业可持续性发展的核心问题，其行业也是不断针对节能减排和减少污染进行研究，这也推动了循环流化床锅炉超低排放技术的发展。循环流化床锅炉超低排放技术不仅实现了环保效果，同时也促进了锅炉燃烧率的提升，对发电行业发展具有积极意义，而循环流化床锅炉超低排放技术如何应用就是本文主要研究的内容。

1 循环流化床锅炉的结构

对于循环流化床锅炉来说，其一般采用的是单锅炉筒，是一种自然循环方式，有前部以及尾部的两个竖井部分，前部竖井是总吊的结构，而水冷壁组成其四周，包括了风室、稀相以及密相等；尾部烟道是通过从高到低温的过热器以及预热器来构成的，竖井主要使用的是支撑的结构，前后的两个竖井间是通过旋风性的分离器进行连接，而分离器的下方和冷灰器或者循回的装置进行连接。燃烧室内和分离器内部有防磨的内衬设置，前部与尾部竖井具有不同炉墙，其前部一般使用的是敷管，而尾部是用的是轻型，其锅炉整体的重力是通过外部8根的钢管进行支撑。在锅炉中的煤或者是油的燃烧，往往是分级进行的，并通过干式实现灰渣的排放和分离，后通过螺旋的出渣机与灰斗将其排除。

2 循环流化床锅炉超低排放技术

2.1 CFB锅炉脱硫技术

在很多地区的发电厂中，其脱硫主要通过炉内进行加石灰石的方式，且经过床温以及钙硫的摩尔比控制等，来达到90%-99%脱硫的效率，其SO2质量的浓度是在35 mg/m3内的，此控制技术在一些非重点的地区适合使用，但是一些重点地区是不适合的，而通过2级的脱硫技术就能够实现炉内或者炉外超过90%的脱硫效果，其综合的脱硫效率能够达到99%，且SO2排放的质量浓度也就能够实现不超过35 mg/m3。

在此工艺中，通过半干法进行脱硫，将CFB的反应器其底部进行布风板装置的设置，且在下部设施有石灰浆的喷嘴和返料口等结构，在上部进行稀相区的设置。其CFB的反应出口进行含立管以及回料装置分离器的设置，能够对反应器内循环的物料实施分离，且把其送到循环性流化床的反应器内，锅炉的烟气自下部的布风装置向反应器进行传送，从而达到循环流化的目的。而石灰浆是自反应器的两相流喷嘴向反应器进行传送，其SO2和SO3等同脱硫剂是于反应器内进行反应，所产生的产物会跟着烟气从反应器内进行排除。在分离器的反应后而分离出固体的颗粒会再次进到CFB的反应器内，通过多次性循环反应的处理，随着脱硫反应的时间增多，则脱硫剂的利用率就会增加。通过分离器所分离出烟气和颗粒于除尘器内最终实施除尘，经过处理后烟气的温度是70-75℃，能够直接向大气进行排放[1]。

2.2 CFB锅炉脱硝技术

CFB的锅炉在运行中其床温一般在850-950℃的范围内，对其运行的参数进行适当的控制，就能够使其排放NOx的质量浓度在50 mg/m3之下，而对高挥发性的煤种来说，在高运行的床温锅炉中，排放NOx的质量浓度是比较大的，是超过50mg/m3的，是不能达到近零排放的要求的，则就需要在尾部进行烟气脱硝的系统设置。

对CFB的锅炉进行脱硝的处理中，借助SCR（催化还原）技术就能够达到超过80%脱硝率效果。在此技术的应用中，一般设置在电除尘器的前面，在CFB的锅炉使用的是高灰煤情况中，因为飞灰具有磨损性，同时其存在有害的物质很大可能会造成催化剂的中毒现象，导致脱硝的效率出现下降，如SO3和逃逸氨发生反应，会产生NH4HSO4等物质，此物质的黏性比较大，能够附着在催化剂的上面，导致催化剂和烟气发生隔绝，使其不能正常的反应，进而造成尾部的空预器出现堵塞，因此这就需要对催化剂的壁厚以及节距实施合理的控制，对逃逸氨进行有效把控，保证其符合高灰条件中声波吹灰的要求。

如果借助SNCR（非催化还原）技术实施脱硝的处理，往往是不能满足最佳近零排放的效果，比如，如果NOx质量的浓度是在100 mg/m3下的，想要达到排放质量的浓度是50mg/m3，就要求此技术脱硝的效率大于75%，这时候就可以通过SNCR和SCR法相结合的技术方法来实现，通过SNCR的工艺其尿素等一些还原剂氨在分离器的入口进行喷设，借助SCR达到逃逸氨和催化剂反应的效果，从而实现高效脱硝目的，这样就有效的实现了低成本SNCR方法和高效率的脱硝SCR法相结合的效果。在此技术使用中，先对SNCR的工艺进行装配，再对SCR的工艺进行装配，从而使其和现今的环保要求实现匹配，若是对大型CFB的锅炉来说，不仅需要进行SCNR的常规装置装配，还要于尾部进行“1+1”其SCR的催化剂相应空间的留置，如果还没有满足环保的要求，还要进行SCR的装置增加，如果要进行催化剂的活性效率提高，就可以进行催化剂的配置增加来实现。