CFB锅炉尾部烟道增湿活化脱硫工艺的试验研究

其次是Ⅱ组负荷较I偏低,产生的烟气量小,烟气流速低,在活化增湿段停留的时间长;相比下吸收的SO2就会多｡当Ca/S摩尔比较小时,脱硫剂在飞灰中分布越不均匀,反应物的传质扩散过程起主导作用,当喷入的水流场一定时,单位时间能接触到水滴并被活化为Ca(OH)2量的差别较大,继而使吸收SO2的量波动也比较大｡

本试验中,Ca/S摩尔比的改变是通过调节进入炉内脱硫剂的量来改变的,这导致烟道煤灰增湿脱硫系统的入口SO2浓度不一样,I组入口SO2浓度大于Ⅱ组,但是增湿脱硫效率却比Ⅱ组低,这说明Ca/S摩尔比和入口SO2浓度的增大,都对增湿脱硫效率有促进作用,只是Ca/S摩尔比的影响要大于入口SO2浓度的影响｡

2.3.2水钙摩尔比对脱硫效率的影响

第III､IV､Ⅴ组试验选定相近负荷的稳定时段,维持锅炉运行参数基本不变,脱硫剂与给煤量的配比基本相同(以维持相同增湿Ca/S摩尔比),改变开启喷头数量以改变喷水量,测试不同水钙摩尔比对该工艺脱硫效率的影响｡

图3是表2中第III､IV､Ⅴ组试验喷水后增湿脱硫效率与水钙摩尔比的关系图,图4为第III､IV､Ⅴ组试验喷水前后时均脱硫效率随时间的关系图(从第20min后开始喷入水)｡

从图中可见:第III组增湿Ca/S摩尔比为9.06､水钙摩尔比3.4,排烟温度135℃,SO2排放浓度从638mg/m3降到537mg/m3,增湿脱硫效率15.8%;第IV组增湿Ca/S摩尔比为8.24､水钙摩尔比4.3,排烟温度134℃,SO2排放浓度从655mg/m3降到534mg/m3,增湿脱硫效率18.5%;第Ⅴ组增湿Ca/S摩尔比为9.27､水钙摩尔比6.8,排烟温137℃,SO2排放浓度从561mg/m3降到428mg/m3,增湿脱硫效率23.7%;

当其他因素变化不大,水钙摩尔比由3.4升到6.8时(喷水量由5t/h增大至8t/h),增湿脱硫效率由15.8%提高至23.7%;这是因为当锅炉Ca/S摩尔比基本不变时,喷入的水越多,煤灰中的CaO被水活化的机会就越大,生成的Ca(OH)2就越多;同时喷水量越多,水分被蒸发完全的时间就越长,脱硫反应的持续时间越长,吸收的SO2量就越多｡

当喷入的水量富裕时,水流场的作用促进了反应物的传质扩散过程,使飞灰中CaO被活化成的Ca(OH)2的波动较大,所以吸收SO2量增加的同时,又存在波动｡

2.3.3出口温距对脱硫效率的影响

第Ⅱ､Ⅵ组试验选定不同负荷的稳定时段,维持锅炉运行参数基本不变,脱硫剂与给煤量的配比基本相同,喷水量为5t/h左右不变的情况下,打开暖风机,改变排烟温度,测试不同排烟温度对该工艺脱硫效率的影响｡图5是表2中第Ⅱ､Ⅵ组试验喷水前后时均脱硫效率､实测SO2折算排放浓度随时间的关系图(从第20分钟后开始喷入水),由图5可见:

第Ⅱ组增湿Ca/S摩尔比为15.27､水钙摩尔比3.8,排烟温度127℃,SO2排放浓度从364mg/m3降到273mg/m3,增湿脱硫效率为25.2%｡第Ⅵ组增湿Ca/S摩尔比为14.55､水钙摩尔比3.0,排烟温度145℃,SO2排放浓度从550mg/m3降426mg/m3,增湿脱硫效率为22.6%｡随着反应温度的降低,增湿脱硫效率增大｡

这一方面是因为温度的升高加快了水分的蒸发,使得进行脱硫反应的时间减少了;另一方面,温度越高,反应物的扩散系数越大,但在水中的溶解度越低,这不利于反应物的在液膜中的溶解｡同时第II组试验负荷偏低,产生的烟气量少,以至于增湿活化段的停留时间较长也是其增湿脱硫效率偏高的一个原因｡

文献论证了出口温距越大,该因素对脱硫效率的影响越小｡这是为什么两组温距相差19℃,但脱硫效率相差不大的原因｡根据公式(7)出口温距ΔT计算出第Ⅱ和Ⅵ组的出口温距分别为58℃和77℃｡这与周月桂等人得出的出口温距保持在10~15℃范围相差较大,这也是本试验得出的增湿活化脱硫效率较低的主要原因｡

延伸阅读：

近期全国除灰脱硫现场异常精选及问题分析精选留言

双碱法烟气脱硫实际操作手册

1000MW机组湿法脱硫系统安全运行与节能降耗