CFB锅炉掺烧高钙煤矸石自脱硫性能试验研究

试验主要分为3组共7种工况,第1组是改变混矸煤小汗矸石的种类,观察不同煤矸石掺烧工况下烟气中的SO2浓度,计算自脱硫效率;第2组是改变混矸煤中原煤种类,观察掺烧不同原煤工况下SO2浓度的变化趋势;第3组是同时改变原煤煤种､煤矸石的掺烧比例,观察对CFB锅炉脱硫性能的影响｡试验主要涉及3种原煤､2种煤矸石｡原煤为吴家山煤､皇楼沟煤､安顺煤,吴家山煤热值比皇楼沟煤与安顺煤稍高｡

煤矸石为青沟煤矸石､小汗煤矸石｡青沟煤矸石中CaO含量为20.48%,硫含量为0.44%;小汗煤矸石中CaO含量仅为3.00%,硫含量为1.10%,2种煤矸石成分差别较大｡表2为3种原煤和2种煤矸石元素和工业分析情况｡表3为7种掺烧工况下的混矸煤种成分｡

当CFB锅炉在设计负荷范围内运行时,一般认为负荷在相当大的范围内变化时脱硫效率基本恒定或略有升降,试验主要考虑煤矸石种类及掺烧比例对脱硫效果的影响｡

2、试验结果分析

2.1煤矸石种类对脱硫效率的影响

表4为吴家山煤和3种工况下的混矸煤的自脱硫效率,吴家山煤中CaO含量为18.18%｡其中自脱硫效率较高的是掺烧青沟煤矸石的混矸煤,出口烟气SO2浓度降到148mg/m,已经满足环保排放要求,脱硫效率达到96.5%｡脱硫率较低的为掺烧了小汗煤矸石的混矸煤,出口烟气SO2浓度2034mg/m3,脱硫效率只有54.6%｡

青沟煤矸石中CaO含量比小汗煤矸石高出约17%,这部分CaO可以有效地与SO2反应合成CaSO4使SO2被吸收｡目前国内CFB锅炉的炉内脱硫效率都较低的最大原因就是燃烧过程中石灰石掺烧不均､反应石灰的孔隙结构被反应产物堵塞阻止了CaO与SO2继续接触反应,使CaO随飞灰被浪费｡此外,在计算脱硫效率时假定了混矸煤中的硫全部会转化为SO2,所以掺烧吴家山煤不起运炉内喷钙系统的工况下,锅炉自脱硫效率较高,仍有85.5%的脱硫效率｡

表5为投运石灰石系统后3种工况下的脱硫效率,可见在炉内喷入石灰石后,所有工况的脱硫率都超过95%,出口烟气SO2浓度都达到了环保排放要求,SO2浓度小于200mg/m｡

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