閻志強

摘 要： 循環(huán)流化床作為燃燒劣質燃燒材料的最佳設備，不僅非常的節(jié)能環(huán)保，同時還可以用石灰石進行爐內脫硫。和普通的脫硫方式相比，爐內石灰石脫硫不僅可以節(jié)約大量的成本，同時操作起來也非常簡單。鑒于此，本文主要對循環(huán)流化床鍋爐內石灰石脫硫技術進行分析和研究。

關鍵詞： 循環(huán)流化床;石灰石;二氧化硫;煅燒;流化;動力學;脫硫

【中圖分類號】TU758? ? ?【文獻標識碼】A? ? ?【文章編號】1674-3733（2020）19-0232-01

引言：雖然爐內石灰石脫硫工作具有操作簡單，價格低廉的優(yōu)勢，但是也存在脫硫效率和脫硫質量較差等問題，鑒于此，本文先對循環(huán)流化床鍋爐內石灰石的脫硫現(xiàn)狀進行分析，然后再針對實際情況對提高CFB鍋爐爐內脫硫效率的方法進行分析。

1 循環(huán)流化床鍋爐內石灰石脫硫現(xiàn)狀分析

循環(huán)流化床，簡稱CFB鍋爐。和普通的鍋爐相比，該鍋爐不僅擁有很強的燃燒效能，同時也可以燃燒大量的劣質燃燒材料，并借此來實現(xiàn)對劣質燃燒材料的充分利用。當前正處于我國經濟飛速發(fā)展的關鍵時期，在該階段內，不僅提倡節(jié)能環(huán)保，同時也號召各大生產企業(yè)多使用清潔能源。在此背景下，CFB鍋爐技術得到了迅速發(fā)展和大范圍應用。

在實際的脫硫工作中，工作人員僅僅需要直接向鍋爐內添加石灰石即可。和傳統(tǒng)的脫硫方式相比，雖然這一方式操作簡便，但是也存在脫硫效率低下、脫硫質量不足等問題。據(jù)不完全統(tǒng)計，在實際的CFB鍋爐爐內脫硫工作中，當Ca/S 摩爾比的數(shù)值超過2.0時，此時的脫硫效率可達到90%左右。但是90%的脫硫效率也難以滿足現(xiàn)行的環(huán)保要求。根據(jù)GB13223-2011規(guī)定，要求燃煤發(fā)電爐的二氧化硫排放濃度不得超過100mg/m3。通過計算得知，如果要實現(xiàn)該標準，則要求爐內脫硫效率至少要達到99.8%以上。然而就目前的CFB脫硫來說，很難突破這一指標。在實際的爐內脫硫中，很多因素都會對硫化反應的速度和效果產生影響，諸如爐內的溫度因素、石灰石的粒徑因素、孔結構因素以及細化程度等等。此外，最佳的CFB鍋爐脫硫溫度數(shù)值在850攝氏度左右。由此可見，可以通過降低石灰石的粒徑來有效提高硫化反應和鈣轉化率。一般認為硫化反應包含兩個步驟：快速硫化反應階段受化學反應或顆粒內的氣體擴散控制，慢速硫化反應階段受CaSO4 產物層擴散控制。

2 提高CFB 爐內脫硫效率的方法

為了迎合當前的環(huán)保趨勢，在實際的CFB鍋爐脫硫工作中，往往采用兩級脫硫的方式來有效降低爐內的二氧化硫氣體含量。如當前很多企業(yè)都是采用爐內脫硫和煙氣濕法脫硫相結合的方式進行脫硫，但是這類脫硫方式需要技術人員架設專門的爐外煙氣脫硫設施，這在某種程度上增加了企業(yè)的污染治理成本。鑒于此，有必要從優(yōu)化石灰石的質量、溫度控制以及風量控制這幾個層面入手來提高CFB鍋爐的爐內脫硫質量。

2.1 可以利用小粒徑石灰石提高脫硫質量

經過大量的實驗得出，對石灰石的粒徑進行優(yōu)化可以有效提高CFB鍋爐的爐內脫硫質量。經過粒徑優(yōu)化后的石灰石一方面可以有效提高硫化反應的速度以及鈣化速度，同時也可以減弱石灰石對鍋爐內的腐蝕。

例如在實際的脫硫過程中，技術人員應該根據(jù)實際情況對石灰石的顆粒粒徑進行優(yōu)化，然后將其投入鍋爐內進行脫硫。但是值得注意的是，石灰石的顆粒粒徑不能過細，如果顆粒粒徑過細，反而會降低實際的脫硫效果。

2.2 借助吸收劑活化技術提高脫硫質量

為了進一步提高石灰石的脫硫效率，技術人員還可以通過對石灰石進行化學或者物理活化來進行脫硫。所謂物理活化，即以某種物理方式對硫酸鈣的覆蓋層加以打破，此時石灰石顆粒中還沒有充分反應的氧化鈣就會暴露出來。在氧化鈣的幫助下，可以對石灰石的化學成分進行改變，從而有效改變硫化反應的活性。

例如在實際的物理活化過程中，技術人員首先要做好失活吸收劑的研磨和顆粒再生工作。但是就這項工作的操作難度和操作成本而言都比較高，所以目前很多企業(yè)都是用蒸汽活化的方式來進行脫硫。有學者曾經對蒸汽活化技術進行了詳細的論證和分析，并指出了該項技術的關鍵點。在進行蒸汽活化的過程中，一定要對煤灰、水蒸氣以及氧化鈣之間的反應進行研究。如有必要，還可以對蒸汽活化技術進行優(yōu)化。即將溫度值恒定在150攝氏度的蒸汽以勻速的方式注入到回料管道內，此時的爐內脫硫效率可以從起初的80%上升到90%。和物理活化技術不同，化學活化技術主要利用石灰石的化學調質來實現(xiàn)有效脫硫。

例如技術人員在進行化學調質的過程中，可以根據(jù)實際情況選擇不同的調質方式。一般情況下，石灰石的化學調質方式為固體摻混和溶液摻混這兩種。但是需要注意的是，不能將氯化鹽直接用于石灰石的調質，其中的氯離子會加速金屬的腐蝕。此外，技術人員還可以配比合適的調質添加劑來提高氧化鈣晶體中的濃度，從而有效提高硫化鈣離子的擴散速度，進而有效提高脫硫速率和質量。同時，技術人員還可以通過添加Na2CO3的方式來提高脫硫效率。

2.3 濕式煙氣循環(huán)

結合前文可知，H2O可以大幅提高石灰石的硫化反應轉換率，且H2O的濃度和石灰石的硫化轉化率呈正比態(tài)勢。鑒于此，技術人員可以在此基礎上對該技術進行優(yōu)化，通過提高CFB爐內的水蒸氣濃度來大幅提高爐內脫硫質量和脫硫效率。

例如在實際的濕法煙氣再循環(huán)中，高濃度的水蒸氣可以將煙氣再循環(huán)入爐內，從而有效提高鍋爐內的水蒸氣濃度，同時，在高濃度水蒸氣的作用下，可以加速硫化速率。

由此可見，為了有效降低脫硫成本，技術人員可以通過優(yōu)化石灰石的顆粒粒徑，對吸收劑的性質進行改良以及蒸汽活化的方式來有效提高CFB鍋爐內的脫硫質量和脫硫效率。雖然活化技術的應用還不夠成熟，但是隨著技術的不斷發(fā)展，相信在不久的將來，可以對活化技術進行進一步的優(yōu)化和調整。

總結：綜上所述，目前，我國學術界對CFB鍋爐的爐內脫硫技術已經有將近半個世紀的研究。但是就目前的研究情況來看，仍然存在很多的問題需要解決。為了有效提高CFB鍋爐的爐內脫硫質量和效果，專家和學者專門就煙氣中的水蒸氣以及各類活化技術進行了細致深入的研究，并期望借助上述技術來有效提高爐內脫硫效率。此外，技術人員在對CFB鍋爐內石灰石的脫硫特性進行研究時，應該考慮到實際的環(huán)境因素，避免過度簡化。

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