CFB炉内脱硫深度优化研究

CFB 炉内脱硫深度优化讨论1、CFB 炉内脱硫机理CFB 锅炉通过向炉内直接添加石灰石来控制 SO2排放，在流化床燃烧温度下（通常为 800～900℃），投入炉内的石灰石首先在高温条件下煅烧发生分解反应生成氧化钙，然后氧化钙、SO2和氧气经过化学反应生成硫酸钙，化学反应方程式为：CaCO3 → CaO + CO2CaO + SO2 + 1/2O2 → CaSO4石灰石中的碳酸钙高温下发生分解反应，所生成的固体氧化钙再与二氧化硫及氧气反应，生成的固体硫酸钙随炉渣、飞灰一起排出炉膛从而实现固硫的目的。2、炉内脱硫反应过程SO2和 O2气体要到达煅烧后的 CaO 的表面和内部并与 CaO 发生反应需要经过以下几个步骤：(1) 克服颗粒外部的扩散阻力，到达 CaO 颗粒的表面；(2) 从 CaO 颗粒的表面扩散进入颗粒中的微孔中；(3) 在微孔中被吸附在 CaO 表面；(4) 扩散通过产物层 CaSO4到达还没反应的 CaO 表面；(5) SO2和 O2与 CaO 反应，生成 CaSO4。一般认为，碳酸钙的分解速率大于氧化钙固硫反应的速率，所以石灰石固硫反应实际上是属于固体氧化钙与二氧化硫及氧气的非催化气固反应。由于此反应须经过上述五个步骤才能完成，因此，它不是一个单纯的表面化学反应，而是一个复杂的涉及到反应气体在多孔氧化钙内扩散及产物层硫酸钙内扩散的反应。石灰石经煅烧后生成 CaO，由于 CO2溢出在固体颗粒的表面及内部形成一定的孔隙，为 SO2向颗粒内部扩散及固硫反应的发生制造了条件。不同类型的石灰石孔隙生成及固硫能力差异很大，这主要是因为不同石灰石地质年代和地域的不同造成了物理化学性质存在较大差别。影响脱硫效率最主要的因素是钙硫摩尔比（Ca/S），理论上燃烧过程中脱除 1mol S 需要 1mol Ca，即 Ca/S 比为 1，然而实际反应时吸收剂的利用率要低一些。造成这种低利用率的主要原因是使用相对较大的石灰石颗粒时吸收剂内的孔隙被反应中生成的 CaSO4堵塞，CaSO4 比 CaCO3 的摩尔容积大（分别为 46.0 cm3/mol 和 36.9 cm3/mol），CaSO4 堵塞了气孔导致颗粒内部根本没有参加反应，降低了石灰石的利用率。脱硫最佳温度是 800--900℃，若温度高于 900℃，硫酸钙晶体就会有一部分被烧结甚至分解，温度越高烧结和分解的程度也越重 ，SO2就更难固定，因此石灰石脱硫的温度不能超过 1000℃，否则脱硫效率就变得极低，石灰石的利用率也会变得更低，这是很不经济的。3、炉内脱硫影响因素汇总CFB 锅炉炉内脱硫效率的高低，受到诸多因...