煤泥循環(huán)流化床鍋爐脫硫調(diào)研結(jié)果顯示,在采用爐外脫硫,、爐內(nèi)脫硫+爐外脫硫方式下雖然可實現(xiàn)超低排放,但鈣硫比均在5以上,遠高于的經(jīng)濟鈣硫比.再次分析了煤泥循環(huán)流化床鍋爐SO2的析出特性和煤泥循環(huán)流化床鍋爐超低排放的制約因素,從而為煤泥的潔凈燃燒提供參考性建議.

1,、煤泥的SO2析出特性
SO2排放濃度呈現(xiàn)大幅度,、不規(guī)則波動是全煤泥與摻燒煤泥循環(huán)流化床鍋爐的共有特性,這與煤泥的燃燒特性有關(guān).為純煤泥循環(huán)流化床鍋爐爐內(nèi)溫度分布情況,這種特殊的溫度分布與煤泥燃燒的結(jié)團性和熱爆性有關(guān):鍋爐運行時,呈團狀下落的煤泥因水分氣化,熱爆后形成更小的泥團.由于熱爆后破裂顆粒的大小是無法控制的,同時,煤泥在結(jié)團下落過程中大部分未經(jīng)熱爆而破裂成較大的顆粒.在燃燒過程中,較大顆粒經(jīng)磨損后粒度變小,使燃燒朝著有利的方向發(fā)展.小顆粒上浮至爐膛上部燃燒并釋放出熱量,導(dǎo)致爐膛溫度升高,而爐膛溫度升高使燃料的硫析出量增大,從而使SO2的排放濃度增大.

2,、SO2超低排放制約因素分析

不同溫度下燃料中硫的析出量不同,850℃時硫的析出量最大,隨溫度升高硫的析出量減小.在溫度高于850℃時,由于煤中碳酸鈣分解后的自身固硫作用增強,堿土金屬的固硫作用更加突出,使硫的析出減少.當硫析出量變化%時,SO2排放濃度的變化已大于50mg/m3,高于超低排放濃度標準值.由于煤泥團燃燒時粒度大小不同,因此分布在不同溫度區(qū)域,這就構(gòu)成了純煤泥燃燒循環(huán)流化床鍋爐SO2排放濃度的基本數(shù)值.由于熱爆,、磨損導(dǎo)致相對粒度減小,煤泥團從而可上浮至爐膛中部以上部位,當大量細小煤泥團在此區(qū)域燃燒放熱時,雖然硫的析出量相對下降,但單位時間內(nèi)煤泥燃燒量增加,SO2排放濃度仍呈上升趨勢,且由于在爐膛出口附近,脫硫劑與SO2的反應(yīng)時間短,從而造成僅依靠爐內(nèi)脫硫無法實現(xiàn)SO2超低排放.
另外,從輸送管道出口下落的煤泥在重力作用下逐漸成團,、下墜,、受熱,、爆裂、燃燒,、硫析出形成SO2,不僅使爐膛下部成為SO2析出的主要區(qū)域,而且在煤泥逐漸成團過程中,延遲燃燒同時也延遲了SO2析出,最終SO2累積釋放,從而形成了SO2排放濃度的波動,因此,必須保證較高的鈣硫比才能實現(xiàn)爐外脫硫的超低排放.
綜上所述,溫度,、循環(huán)倍率等因素雖然對脫硫率有影響,但爐膛上部硫析出及硫析出過程中的累積釋放才是導(dǎo)致鈣硫比偏高的主要原因,是煤泥循環(huán)流化床鍋爐實現(xiàn)超低排放的主要制約因素.
3、結(jié)論
(1)對于以煤泥為燃料的循環(huán)流化床鍋爐,煤泥特殊的燃燒特性決定了爐膛內(nèi)的SO2的析出特性,保證爐膛出口區(qū)域的脫硫反應(yīng)強度是實現(xiàn)超低排放的關(guān)鍵.
(2)溫度,、循環(huán)倍率等因素雖然對脫硫率有影響,但煤泥團燃燒過程中的SO2累積釋放是造成SO2排放濃度波動和鈣硫比偏高的主要因素.
(3)脫硫劑的循環(huán)利用是實現(xiàn)煤泥循環(huán)流化床鍋爐爐內(nèi)或爐外高效脫硫的重要途徑.