DCL型固硫技术在大型高压煤粉锅炉的应用

原作者:[标签:作者] 添加时间:2007-06-29 原文发表时间:2007-06-30 人气:1

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摘要：通过对固硫剂输送、喷射设施的优化及不同Ca/S摩尔比、不同喷射方式下锅炉SO2的削减量，证实了DCL型燃煤固硫剂是一种投资少、占地小、效率高的新技术，可在220t/h高压煤粉锅炉使用。
关键词：固硫剂；输送、喷射装置；二氧化硫；削减量

DCL型燃煤固硫剂脱硫技术是国家环保总局下达给中科院的“九五”攻关项目，已通过国家科委的成果鉴定，并于1999年9月在鞍钢第一发电厂130t/h锅炉上进行了工业试验运行并取得成功，Ca/S摩尔比在2.0～2.5时，SO2的排放削减量稳定在59%～66%之间。中国石化集团广州石油化工总厂与广州市粤首实业有限公司合作在广州石化总厂自备热电站4#锅炉（WGZ220/100-13型高压、单汽包、自然循环、固态排渣煤粉炉）进行DCL型固硫剂示范工程，从固硫剂储存、输送、喷射工艺上采取了先进技术，在试运行中取得较好效果，达到成果鉴定的SO2排放削减率。在燃煤含硫量为0.8%，Ca/S为2.0和2.5时，SO2排放削减率分别达到了57.9%和65.5%。

一、固硫技术基本原理

煤按不同的含硫量称为低、中、高硫煤。硫在煤中以无机硫（单质硫、硫酸盐），有机硫（硫醇、硫键、杂环硫）等不同形态存在，在燃烧过程中生成硫氧化物SOx。SOx排入大气经光化学反应，形成硫酸雾，进而形成酸雨，严重危害生态环境。

固硫技术是指在锅炉燃烧过程的一定温度区域中加入固硫剂脱硫的方法，使燃烧过程中产生的SOx立即转化为MeSOx，固定在炉渣及煤灰中，而不排入大气环境，其原理为：

SO2＋MeO＋1/20 → MeSO4

但此反应式没有表达反应的复杂机理和各种条件因素。可燃硫燃烧后生成SOx，当锅炉过剩空气系数=2、燃烧室出口温度=1100℃时，绝大部分是SO2，SO3仅为3%～5%，随过剩空气和燃烧室出口温度加大而增加。如果用CaO来吸收SO2，吸收率是非常低的。生成的CaSO3在过剩空气为2%～3%时，也只有少部分CaSO3被氧化成稳定的CaSO4，大部分又被分解为CaO与SO2。而CaO吸收SO3的的效果要好得多，其吸收率取决于CaO的活性（比表面及活化中心），如在CaO中加入一定量的催化剂进行活化处理，CaO对SO3的吸收率则大大提高了。

DCL型固硫剂正是运用这个原理在MeO中加一定量的助剂，将催化的概念引入固硫，通过提高固硫剂的吸附表面及活性，同时将SO2转化为SO3，或使CaSO3转化为CaSO4，从而使Ca O固硫率大大提高，DCL型固硫剂不同于传统的固硫剂掺加到原煤中，而是喷到锅炉燃烧中心上部，固硫剂直接与烟气中的SOx反应，对燃烧没有造成不良影响，对锅炉效率影响甚微。

二、DCL型固硫剂炉内喷射基本工艺

按照DCL型固硫剂的技术要求，与烟气最佳反应温度为950℃～1050℃。固硫剂喷嘴的位置确定在23.1m前墙看火孔处，该处处于锅炉转向室之前，屏式过热器烟气入口中心点下3m处，在锅炉负荷170t/h时，利用阿吉玛红外线热像测得该处温度为1045℃～1075℃，这样完全不用对锅炉进行改造。

DCL固硫剂物理性能：

堆密度：1.00～1.15t/m3细度：≤200目
外观：灰色粉状物　含水量：≤5%

根据固硫剂容易受潮和粘附力较强的特性，我们在考虑工艺系统设计时，尽量简化系统、优化工艺，并在整个系统中考虑到不发生二次污染，而且要有一定自控程度。整个工艺流程见图1。

图1　DCL型固硫剂输送喷射工艺流程

如图1所示，100m3储罐为钢结构储料仓，储料仓根据DCL型固硫剂物理特性设置自动加热的空气流化设施，高低料位采用美国DE公司产品。罐顶设置布袋除尘器，用于处理散装车辆料进罐的动力气源。发送器输送能力为6～8t/h，气灰度为1：39。22层小料仓为2m3×2，同样设置美国DE公司料位计、加热板、布袋除尘器。喷射部分包括了罗茨风机、螺旋给料机（带变频调速）、喷嘴。发送系统采用了PLC程控：小料仓料位低→发送器启动→输送固硫剂往上料仓→上料仓料位高→发送器停运→吹扫输送系统。整个系统占地在50m2左右，并包括预留第二台炉位置。

为了保证喷嘴不会堵塞，设置罗茨机任何一种状况下停机均联跳对应给料机。罗茨风机停运、系统设置在程控状态下，给料机不能启动。其它参数均能在表盘显示，给料机可人工任意调整转速来调节给料量。

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