循环流化床烟气脱硫技术应用及进展

邓林俐

（四川大学建筑与环境学院 四川成都 610065）

1 当今脱硫技术概况

烟气脱硫是采用化学或物理措施把存在于烟气中的SO2固定和去除[1]。作为控制SO2气体排放最有效的技术，烟气脱硫可分为湿法、干法及半干法[2]。湿法工艺存在着烟气含湿量增加[3]的问题。半干法工艺以水溶液为脱硫剂生成的脱硫产物为干态。干法工艺的脱硫剂为干态，处理后的烟气温度较高，但其脱硫效率低下[4]，脱硫产物仍为干态。在这三类技术中，目前技术成熟的脱硫工艺有石灰石/石膏法、循环流化床烟气脱硫工艺、喷雾干燥脱硫法与炉内喷钙尾部增湿[5]几种，占实施脱硫的83%以上。循环流化床烟气脱硫工艺，因其脱硫效率高、运营投资较省、占地面积较少，在能达到高品位石灰供给和妥善处理脱硫灰的条件下，具有较好的发展前景[6]。

2 循环流化床烟气脱硫机理模型

Neathery等运用双膜理论，考虑Ca(OH)2浆滴在反应器里的蒸发时间和假设反应器内气固两相流动均为活塞得到了总脱硫效率方程。

式中，Φ0—增强因子；k1(ref)—标准状态下的液相传质系数；w—浆滴的重量百分比浓度；wref—标准状态下的浆滴的重量百分比浓度；H—亨利常数；ρM—溶液密度；kw—气膜传质系数；Pw—水的蒸气压；Pv—水的饱和蒸气压。

Jiang等假设反应器内气相主体为活塞流，固相主体为全混流，并且床内不存在气泡的情况下，根据稳态下在气相和固相中的物料平衡关系推导出了脱硫效率公式。

边界条件：Z=0，CAg=CAg0；Z=H，CAg=CAg’

脱硫效率为：

式中，u—气体通过反应器的流速；CAg—SO2在气相中的浓度；Z—床高变量；ε—床层孔隙率；R—吸收剂颗粒直径；rso2(R)—对应于颗粒直径R的SO2反应速度；Pb(R)—床层颗粒分布函数；H—床高；Ka—反应速率常数；XB—床固体颗粒平均转化率。

3 循环流化床烟气脱硫技术应用现状

3.1 回流式循环流化床烟气脱硫（RCFB）

回流式循环流化床烟气脱硫法在吸收塔中流场的设计和塔顶结构上作了较大革新。这一改进使吸收塔内烟气和吸收剂颗粒向上运动过程中，部分颗粒从塔顶向下回流。这股很强的内部湍流与烟气运动方向相反，增加了烟气与吸收剂的接触时间，这使得脱硫塔内同时存在了内、外循环，脱硫效率大大提高。

3.2 气体悬浮吸收烟气脱硫（GSA）

气体悬浮吸收工艺与RCFB不同，该脱硫剂工艺喷的是雾化的石灰浆液。干粉吸收剂经一个简单的双流体喷嘴雾化后从吸收塔底部喷入烟气中，并在吸收塔中保持悬浮湍动态，边干燥边反应，干燥后的吸收剂颗粒经除尘器除下后返回吸收塔循环利用。

结语

（1）深入研究循环流化床脱硫塔内气、液、固运动规律，了解塔内气体的流体模型，通过数学模型的改进，使该工艺更具有工程应用的价值。

（2）为使该工艺更具经济性，应开发更为廉价而高效的脱硫剂及其制备系统，从环保角度出发，采用粉煤灰等工业废弃物作为脱硫剂，以废治废，使该项工艺成为一综合的废物处理系统。