CFB锅炉尾部烟道增湿活化脱硫工艺的试验研究

试验煤种通过式(2)估算出的烟气酸露点为102.28℃,但因为喷水后烟气中水蒸汽分压增大,其酸露点相应升高,所以我们按喷水后烟气温度降到120℃计算,并假设喷入的水在6s内能完全汽化,由式(1)算出每燃烧1kg燃料,烟道增湿活化脱硫装置喷入0.054kg的水时,喷水后烟气温度降120℃,即240~300MW负荷范围(煤耗180~220t/h)内的系统最大允许喷水量为:9.65~11.80t/h｡

本试验采用单一变量法,研究Ca/S摩尔比､水钙摩尔比､饱和温距对煤灰增湿活化脱硫效果的影响,及该工艺与钙利用率的关系｡试验共分为I､Ⅱ､Ⅲ､Ⅳ､Ⅴ､Ⅵ组,其中I和Ⅱ组共取用1个煤样,表1为每组试验燃煤采样的的工业分析及脱硫剂石灰石纯度的化验结果｡

每组试验过程中,维持投入锅炉的物料及运行参数基本不变,记录喷水前后SO2排放浓度的数据,每5min1组｡在烟囱进口烟道上开设小孔进行温度测量及烟气负压取样,测量SO2浓度的仪器为日本HORIBA公司生产的型号为ENDA-600ZG分析仪(试验前用标气校准,误差≤1%),煤硫分分析仪选用长沙瑞祥科技有限公司生产的型号为WS-S200的WS自动测硫仪,测硫分辨率为0.001%｡

2.3试验数据分析

根据表1试验燃煤的工业分析､石灰石纯度数据及每组试验测得的SO2排放浓度,做以下分析｡把炉内喷钙加尾部增湿脱硫工艺共同投运时的脱硫效率称为时均脱硫效率:

C2—实测烟气中SO2的折算浓度(mg/m-3,过量空气系数取1.4);

B—实测单位时间进炉燃料量,t/h;Sa—测量燃料的收到基含硫量,%;

K—燃料中的硫含量在炉内转化为SO2的份额(取0.9);

ηSO2—除尘器的脱硫效率(布袋除尘器取0);

q4—锅炉固体不完全燃烧损失(%,取2);

Vy—实测单位时间烟气排放量,Nm3/h;

α—排放烟气的湿度;

O′2—实测烟气含氧量,%｡

尾部增湿活化脱硫工艺的脱硫效率称为增湿脱硫效率

式中:cin､cout—喷水前后测得的烟气中SO2的折算浓度(mg/m-3,过量空气系数取1.4)｡

假设进入锅炉的脱硫剂完全被分解为CaO,除了与SO2反应的部分,剩余的全部以CaO形式存在,以进入尾部增湿活化脱硫工艺的物料为基准计算增湿钙硫摩尔比,按式(5)计算

其中:β—单位时间入炉脱硫剂与燃料的质量之比;

KCaCO3—脱硫剂中CaCO3的份额,%;

αfh—飞灰份额(此处取0.6)｡

喷入系统的水量以水分子和钙原子的摩尔数计量为水钙摩尔比,其计算公式为

式中:A—单位时间入炉的脱硫剂量,kg;

B—单位时间入炉的燃料质量,kg;

C—单位时间喷入烟道的水量,kg｡

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