我國大氣污染以煤煙型大氣污染為主，其主要污染物為煙塵和SO2，大氣中SO2的87%來自於煤的燃燒。流化床燃燒脫硫技術是一種經濟有效的清潔的燃燒技術，石灰石、白雲石和消石灰等鈣基脫硫劑來源廣、原料易得、價格低廉，是國內外最常用的燃燒脫硫劑。貝殼的主要成分是碳酸鈣，與石灰石有相似的化學成分。
基本介紹
- 中文名：流化床燃燒脫硫
- 外文名：Fluidized bed combustion desulfurization
- 脫硫劑：石灰石等
- 污染物：煙塵和SO2
- 影響因素：鈣硫比等
- 種類：鼓泡流化床等
工藝特點,鍋爐分類,影響因素,鈣硫比,床溫,脫硫劑粒徑,
工藝特點
流化床燃燒脫硫工藝的特點是反應在氣、固、液三相中進行，利用煙氣顯熱蒸發水分，最終產物為乾粉態，一般與布袋除塵器結合使用。該技術具有系統簡單、初投資和運行費用低、占地面積小、脫硫產物為乾態、易於處理等優點，得到了一定的套用，主要的缺點是脫硫率低，吸收劑利用率低。
鍋爐分類
流化床鍋爐按流態的不同可分為鼓泡流化床鍋爐和循環流化床鍋爐兩類。鼓泡流化床鍋爐流化速度一般取臨界流態化速度的2~4倍，循環比通常不高於4:1。循環流化床的流化速度介於鼓泡流化床和氣力輸送之間，物料循環比約為20:1，甚至更高。
根據鍋爐運行壓力不同，又可將流化床鍋爐分為常壓流化床鍋爐和增壓硫化床鍋爐。我國從20世紀80年代開始研製循環流化床（CFB）鍋爐，已有22家生產廠家，一般為常壓循環流化床鍋爐，可燃用各種不同的燃料，包括煤矸石、煤泥等劣質燃料。
影響因素
循環流化床鍋爐燃燒脫硫效率受到許多因素影響，如脫硫劑的種類粒徑、床深氣流速度、床溫（燃燒溫度)、Ca/S等，其中在選定脫硫劑的條件下主要的影響因素有床溫、Ca/S。
鈣硫比
脫硫劑所含鈣與煤中硫之摩爾比稱為鈣硫比（Ca/S）。在影響脫硫效率的所有參數中，Ca/S影響最大。各種流化床爐Ca/S（c）對脫硫率（R）的影響不同,但可用一經驗式近似表達：
其中m是其他主要性能參：床深、流化速度、脫硫劑顆粒尺寸脫硫劑種類床溫和運行壓力等的函式，但對固定型號的常CFB鍋爐來講，m更多地受床溫和脫硫劑性能的影響。
國內有關石灰石脫硫特性的研究試驗結果，表明在給定的爐型和石灰石粒度運行床溫等條件下，隨鈣硫化的增加其脫硫效率不斷提高，且呈現負指數規律增長。
床溫
CFB鍋爐的燃燒溫度一般控制在800℃~950℃之間。燃燒溫度對脫硫效率的影響也比較大，對於CFB鍋爐來說存在一個最佳脫硫溫度區，大約在800℃~900℃。出現這種現象的原因與脫硫劑的孔隙狀態有關。溫度較低時.脫硫劑孔隙數量較少,孔徑小,反應幾乎全被限制在外表面。隨著溫度增加,燃燒反應速度增大，相應的與SO2反應的脫硫劑表面也增大，由此導致脫硫效率增大，但當床溫超過CaCO3煅燒平衡溫度約50℃以上,孔隙被生成的硫酸鈣堵塞加重，而當床溫高於1000℃時，硫酸鹽將開始分解，脫硫效率迅速降低。
脫硫劑粒徑
脫硫劑的硫酸鹽化程度與其顆粒尺寸有關。小顆粒脫硫劑硫酸鹽化後,剩下的未反應核較小，因此，硫酸鹽化程度與顆粒直徑成反比。增大顆粒尺寸在一定程度上降低了脫硫效率。由於脫硫劑顆粒形狀、孔徑分布不一，又存在床內顆粒互磨、爆裂和揚析等，脫硫效率與顆粒尺寸的關係要複雜得多。從大多機構的試驗測試結果看，脫硫率隨顆粒尺寸的減小稍有改善，直到由於揚析的增加，脫硫劑停留時間縮短時，脫硫反應受損。當顆粒尺寸小於200μm時，所有脫硫劑均被揚析，由於單位表面積大大增加，其脫硫效率增加，但此時脫硫劑利用率大大降低。由此可見，在實用範圍內脫硫劑粒徑並非越小越好。CFB鍋爐多採用石灰石作脫硫劑。
