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摘 要： 摘要：循環流化床(CFB)鍋爐能夠比較清潔地燃燒各種固體燃料，但其如何適應新的國家環保標準，實現S0，及NO，污染物的超低排放，需作進一步研究。結合CFB鍋爐工程實例，根據煤折算硫分的高低和揮發分高低.分別提出了CFB鍋爐深度脫硫及脫硝的技術方案，并對關鍵技術進行
摘要：循環流化床(CFB)鍋爐能夠比較清潔地燃燒各種固體燃料，但其如何適應新的國家環保標準，實現S0，及NO，污染物的超低排放，需作進一步研究。結合CFB鍋爐工程實例，根據煤折算硫分的高低和揮發分高低.分別提出了CFB鍋爐深度脫硫及脫硝的技術方案，并對關鍵技術進行了分析討論。研究結果表明：針對不同煤種采取相應措施后，CFB鍋爐S0：排放值可小于100 mg/m3，NO，排放值可穩定在100 mg/m3 以下：對于煙煤等高揮發分煤種，若結合SNCR技術，CFB鍋爐NO。排放值可達到小于50 mg/m3的超低排放水平。
關鍵詞：循環流化床鍋爐;污染物超低排放;脫硫;脫硝
0概述
火力發電造成的環境污染已成為中國電力T 業發展的主要制約因素。治污減排是中國電力丁業可持續發展亟待解決的重要技術問題。國家環境保護部2011年7月29日頒布的《火電廠大氣污染物排放標準》(GB 13223—2011)規定，火力發電廠SO，及NO，排放質量濃度小于100 mg/m3(標準狀態.下同)。而對于折算硫分較高的煤種及揮發分較高煤種.采用爐內脫硫及分級燃燒技術，相當數量的CFB鍋爐尚無法滿足SO：及NO，排放的要求.為此.需要研究深度脫硫及進一步降低 N0，排放的技術措施卜51。
1 CFB鍋爐排放特性
對已運行CFB鍋爐的測試表明.對折算硫分 S。小于1 g/MJ的燃料，當Ca/S摩爾比為2.0～3.0 時.其脫硫效率可達到90%～98%，個別CFB鍋爐甚至能夠達到99%.相應的SO，排放值在 100 mg/m3以下.典型的工程實例如表1所示。由表1可知.對于福建Y電廠300 MW CFB 鍋爐而言.在Ca/S摩爾比等于5時，脫硫效率達到99%。此時對應的SO，排放值為50 mg/m3，雖然Ca/S摩爾比數值特別大.但煤的折算硫分相對較低(0.34%)，故石灰石耗量為17.7 t/h，約為人爐煤量的10%.所以采用爐內脫硫技術在經濟上也是可以接受的。而對于云南H電廠300 MW CFB 鍋爐.即使在Ca/S摩爾比等于3.66、脫硫效率 98.16%時.S0，排放值為211 mg/m，。因此，對于折算硫分S乒2.25 g/MJ的燃料，僅采用爐內脫硫 SO，排放值已無法滿足新的環保標準的要求。
CFB鍋爐的運行床溫宜控制在850～920 oC. 過量空氣系數為1.05～1.12.可實現低溫燃燒和分級燃燒16-71。在合適的運行參數下，一般CFB鍋爐 NO。的排放可控制在70～200 mg/mmI I，但也有個別揮發分較高的煤種，NO，排放達到250 mg/1133。
2 CFB鍋爐SO。排放值的預測
煤的折算硫分S。與原始SO：排放值呈較好的線性關系，而收到基含硫量5。與原始SO：是多值性關系。對于不同煤種同樣的收到基含硫量.s。，南于發熱量差別很大.其原始排放值可能差別很大【”。例如，當收到基含硫量S。約為1.5%時，原始S02排放值可在3 200～5 200 mg/m3之間變化。研究表明.以折算硫分作為判別煤中含硫量的大小更為科學.
3超低排放技術方案研究
對于S。為1.0～2.5 g/MJ的燃料，CFB鍋爐需要采用爐內及爐外2級脫硫工藝.爐內脫硫效率 90%(Ca/S摩爾比等于2.2)，爐外脫硫效率90% (Ca/S摩爾比等于1.5).2級脫硫工藝的綜合脫硫效率可達到99%.最終SO，排放值可控制在 100 mg/m3以下。2級脫硫工藝流程如圖1所示。
在華能BS熱電廠300 MW CFB鍋爐的工程應用結果表明.爐外脫硫I藝可優化考慮采用循環流化床煙氣脫硫(CFB—FGD)工藝。CFB—FGD為半干法脫硫工藝.其由吸收劑添加系統、循環流化床反應器、分離器以及自動控制系統組成。CFB . - l -J 圖1 CFB鍋爐2級脫硫系統及控制回路 Fig.1 The two。stage desulfurization system and contro circuit of CFB boiler 反應器底部為布風裝置(布風板或文丘里管)，反應器下部密相區布置有石灰漿(或石灰粉)噴嘴、加濕水噴嘴、返料口等，反應器上部為過渡段和稀相區。CFB反應器的出口為分離器，分離器下部為立管和回料裝置.它們用于分離反應器循環物料.并將循環物料送回循環流化床反應器。
相關期刊推薦要：《電氣傳動自動化》(雙月刊)創刊于1975年，由天水電氣傳動研究所主辦。設有：研究與綜述、控制理論與技術、交直流傳動技術、自動化技術與應用、實用技術與工程實踐等欄目。
鍋爐空氣預熱器出口的煙氣從CFB下部布風裝置進入反應器，維持循環流化狀態。新鮮石灰漿(或干石灰與水)由壓縮空氣霧化后通過布置在反應器中央的兩相流噴嘴進入反應器.在CFB反應器內，SO，、SO，及其他有害氣體如HCl和HF 與脫硫劑反應18-91.反應產物由煙氣攜帶出反應器。經分離器分離下來的固體顆粒返回CFB反應器進行循環.脫硫劑經過多次循環.延長了脫硫反應時間，提高了脫硫劑的利用率。工藝水用噴嘴噴入吸收塔下部.以增加煙氣濕度降低煙溫.使反應溫度盡可能接近水露點溫度.從而提高脫硫效率。從分離器出來的煙氣及少量細顆粒進入除塵器進行最后除塵。除塵后的煙氣溫度為70～75 oC，不必加熱即可經煙囪排人大氣。
為使CFB鍋爐進一步降低NO。排放值.達到深度脫硝的目的.可在爐膛出口處設置選擇性非催化還原(SNCR)系統【101.典型CFB鍋爐的SNCR 系統由還原劑儲槽、還原劑噴槍以及相應的控制系統組成(見圖2)。還原劑可采用液氨或尿素溶液。還原劑在旋風分離器入口煙道上噴人時，煙氣溫度一般為800～920℃。煙氣在分離器內有較長的停留時間.且噴人的還原劑與煙氣在強旋流的作用下混合良好，因此可實現降低NO。的目的。
用尿素溶液作為還原劑的SNCR系統在CFB 鍋爐上應用的典型實例是國內某熱電廠2x300 MW CFB鍋爐.SNCR系統分4個噴射區域將尿素溶液噴人旋風分離器人口煙道內.噴槍及管路的布置如圖3所示。SNCR系統的脫硝效率為 73.43%.最大脫硝效率可達82.96%.脫硝效率與氨氮摩爾比的關系如圖4所示，鍋爐的NO。排放值可降低到37 mg/m3(標準狀態)。
4結語
本文研究表明：對于折算硫分5。小于1 g/MJ 的燃料.鈣硫摩爾比在2.0～3.0時.CFB鍋爐內脫硫效率可達90%～98%，相對應的SO：排放值小于 100 mg/m3;對于折算硫分S。為1.0～2.5 g/MJ的燃料.CFB鍋爐需要采用爐內及爐外2級脫硫工藝.爐外采用半干法CFB脫硫方式時.2級綜合脫硫效率可達到99%.SO，排放值可控制在100 mg/m3 以下;對于低揮發分難燃煤種(y。，≤15%)，CFB鍋爐采用爐內分級燃燒技術后，NO，排放值可穩定在100 ITI【g/m3以下：對于煙煤等高揮發分煤種， CFB鍋爐需要采用SNCR技術.其工程應用表明 NO。排放值可達到小于50 mg/m3。由此可見，CFB 鍋爐采用合適的技術措施。能夠實現SO，及NO，的超低排放.——論文作者：孫獻斌，時正海，金森旺
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