循环流化床锅炉超低排放技术探讨

吴斌斌

（江西省锅炉压力容器检验检测研究院，江西 南昌 330063）

采用二级脱硫的方式，能对排除反应器的烟气以及固体颗粒进行处理，能使用除尘器对烟气及颗粒进行除尘处理，烟气的温度得到降低；在进行脱硫处理时，为达到零污染的排放要求，选择石灰石及石膏的脱硫方法更为合适，如果机组出现水源不足的情况下，可以使用CFB锅炉二级脱硫技术。

1 CFB（循环流化床锅炉）锅炉脱硫技术

对于脱硫的处理，部分发电厂通过向循环流化床锅炉中添加石灰石，同时对流化床的温度以及摩尔比等因素进行调节，进而实现对脱硫的处理，通过这样的方式，脱硫的效率能达到90%左右，二氧化硫的质量浓度能控制在一定的范围内，然而这种方式只能适用于对脱硫要求不高的地区，对脱硫要求高的地区并不适用，尤其是要求零污染排放的地区。如果在电力行业中，采用煤油以及石煤等质量不高的燃料，产生的二氧化硫浓度偏高，有的电力行业采用锅炉内脱硫的方法，脱硫的效率只达到50%左右，完全不满足行业污染排放的要求，基于此，接下来对二级脱硫技术以及烟气脱硫技术进行分析。

1.1 CFB锅炉二级脱硫技术

在电力行业中，当对硫进行处理时，采用二级脱硫的技术，能将循环流化床锅炉内的90%硫脱去，整体的脱硫效率趋于100%，排放出来的二氧化硫质量浓度小于每平方米100毫克。在该技术的脱硫过程中，循环流化床锅炉底端设有布风板设置，在循环流化床锅炉下部设置喷嘴以及出入输料口，在循环流化床锅炉的上部设置稀相区。为实现对循环物料的分离，并将物料输送至反应器中，在循环流化床锅炉的出口设置物料分离器以及管子。通过布风装置的作用，将锅炉产生的烟气输送到反应器中，进而达到循环硫化的目的。石灰浆通过下部的喷嘴传输至反应器中，二氧化硫以及三氧化硫等与催化剂在循环流化床锅炉中发生反应，生成有关的产物，最后产物以及烟气排除锅炉外。分离出来的颗粒重新进入循环流化床锅炉内，重复发生反应，进而增加了脱硫的时间，通过这样的处理方式，脱硫效率得到提高。采用二级脱硫的方式，能对排除反应器的烟气以及固体颗粒进行处理，能使用除尘器对烟气及颗粒进行除尘处理，烟气的温度得到降低，可降低至60摄氏度左右，因此可以向大气中适量排放。

1.2 FGD（烟气脱硫）技术

为实现绿色环保的发展理念，零污染排放以及二氧化硫超低排放，与半干法脱硫技术相比而言，烟气脱硫技术的脱硫效果更好。在对二氧化硫进行处理时，采用石灰石及石膏的脱硫方法，脱硫的效率能高达98%，利用烟气脱硫技术整体上的脱硫效率能高达99%，基本上能满足零污染的排放要求。如果使用循环流化床的方法，在进行脱硫处理的时候，反应所需要的条件较为苛刻，在脱硫处理的过程中，容易受到外界因素的影响，比如煤块的种类以及石灰粉质量等，循环流化床锅炉在运行中面对的负荷波动较大，比如在负荷较小的情况下，脱硫的效率无法得到保障，排放反应器的烟气及固体颗粒不满足零污染的排放要求，进而违背社会发展目标。

循环流化床法与石灰石及石膏的脱硫方法相比而言，循环流化床法虽然在前提投入的费用较少，在后期的使用中，为了提高脱硫的效率，需要使用脱硫剂进行处理，进而增加脱硫剂的成本费用，从整体上来看，使用循环流化床法进行脱硫处理，其所产生的费用比使用石灰石及石膏的脱硫方法产生的费用多出一半；在使用这两种方法进行脱离处理时，需要使用电量，从整体上来看，使用石灰石及石膏的脱硫方法所消耗的电量明显低于烟气循环流化床法，使用烟气循环流化床法能降低电力行业经济效益，需要投入更多的费用。当今，科学技术快速发展，石灰石及石膏的脱硫技术取得一定进步，对于较为困难的问题，比如堵塞以及腐蚀等，能对其进行有效解决，电力行业投入的成本费用得到降低，行业经济效益得到显著提高。

在进行脱硫的处理过程中，使用石灰石及石膏的脱硫方法，能对生产出来的副产品进行利用，锅炉内的脱硫比例得到降低，能提高对燃料的利用率；然而使用烟气循环流化床法并不能有效处理生产出来的副产物，进而对空气造成一定程度的污染。利用石灰石及石膏的脱硫方法，能对排放反应器的烟气及固体颗粒进行处理，借助于除尘器对烟气及固体颗粒进行除尘处理，进而促使烟尘的排放量处于每平米5毫克以下，进而满足零污染的排放要求；如果使用石灰石及石膏的脱硫方法，对烟气及固体颗粒的处理效果并不理想。通过以上的分析可知，在进行脱硫处理时，为达到零污染的排放要求，选择石灰石及石膏的脱硫方法更为合适；如果机组出现水源不足的情况下，可以使用CFB锅炉二级脱硫技术，通过这样的脱硫处理方式，不但能提高脱硫效率，也满足零污染的排放要求。

2 CFB锅炉脱硝技术

通常情况下，循环流化床锅炉的温度处于840摄氏度到940摄氏度范围之间，在温度较低的情况下，循环流化床锅炉可以运行。通过控制相关的运行参数，能促使一氧化氮类的物质质量浓度低于每平米200毫克；但是如果燃料的挥发性能较高，循环流化床锅炉的运行温度较高时，通过反应器排放出来的一氧化氮类的物质质量浓度高于每平米200毫克，进而违背绿色发展的理念，为解决这一现象，可以在循环流化床锅炉的底部建立脱硝设施。

2.1 SNCR（选择性非催化还原技术）

在锅炉中进行脱硝处理时，使用选择性非催化还原技术，在操作上便于进行，脱硝的效率较高，使用该技术，电力企业不需要投入过多的资金，使用该技术时，对锅炉的温度有着较高的要求，并且在运行过程中十分依赖温度。对于煤粉锅炉而言，其还原剂具有很强的穿透能力，导致还原剂与烟气不能充分混合，两者之间的作用时间过于短暂，最终导致脱硝效率并不理想，仅仅达到25%左右。循环流化床锅炉在脱硝过程中，在温度较低的情况下，循环流化床锅炉可以运行，一氧化氮类的物质质量浓度较低，一氧化氮类物质被大量消耗。另一方面，锅炉中的分离器所处的温度，处于选择性非催化还原技术反应范围内，由于受到该技术的作用，促使锅炉内的还原剂与烟气充分混合，两者之间的作用时间延长，进而提高了脱硝的效率。

2.2 SCR（选择性催化还原技术）

在进行脱硝处理时，使用选择性非催化还原技术，脱硝的效率只能达到80%左右，不满足绿色环保发展理念，对于该技术的使用，主要适用在电除尘器之前。在循环流化床锅炉中，当使用高灰煤的燃料时，由于高灰煤具有一定的磨损能力，在加上在运行过程中容易受到有害物质的影响，常常发生催化剂中毒的现象，通过这些因素的影响下，导致脱硝效率并不理想。在运行过程中，三氧化硫极容易与逃逸的氨类物质发生反应，从而生成硫酸氢氨的物质，由于该物质具有很强的粘附性，在运行过程中容易粘附在催化剂的表面，导致催化剂与烟气不能充分混合，反应受到影响，最终造成堵塞的现象发生。为了解决这样的情况，可以对催化剂以及节之间的距离进行合理控制，对逃逸的氨类物质进行有效控制，促使氨类物质满足吹灰的要求。

在使用该技术进行脱硝处理时，要想达到零污染排放的要求，光使用该技术是无法实现绿色环保的发展目的。例如，在一氧化氮类的物质质量浓度低于每平米200毫克时，要达到一氧化氮类的物质质量浓度处于每平米50毫克时，使用该技术的脱硝效率应当达到百分之七十五，同时还要有效结合选择性非催化还原技术以及选择性非催化还原技术，具体指的是：向分离器喷洒还原剂氨类物质，比如尿素等，利用选择性催化还原脱硝技术，进而提高脱硝的效率。通过这样的方式，充分结合选择性非催化还原技术低成本费用的优势，充分结合选择性催化还原技术的脱硝高效率。这就要求对选择性非催化还原技术的工艺进行装配，之后再对选择性催化还原技术的工艺进行装配，以便能满足零污染的环保要求。对于体型较大的循环流化床锅炉，不仅需要安装选择性非催化还原技术的设施，还需要在锅炉底部留出一定的空间，以供催化反应时使用，如果反应器排放的烟气及固体颗粒不满足环保要求，可以安装选择性催化还原技术的设施，如果反应过程中需要提高催化剂的活性，可以安装催化剂配置。

3 CFB锅炉除尘技术

对于循环流化床锅炉的除尘而言，常用的除尘技术有：烟气调质除尘技术以及粉尘凝集除尘技术等，通常情况下，对于重点地区的除尘，要求除尘浓度为每平方米20毫克。如果在除尘的过程中，仅仅使用电袋复合的除尘技术，反应器排放的烟气及固体颗粒，烟尘的质量浓度无法达到每平方米20毫克的要求。为了解决这样的问题，可以借助于湿式电除尘技术，在除尘器上安装喷水装备，将水雾喷向电场，通过电晕场的作用，进而将喷向电场的水雾进行雾化处理，从而促使水雾发生凝聚，进一步聚集粉尘离子，最后水膜作用于粉尘离子，冲刷至灰斗位置进行排除。

4 结论

通过以上的分析可以得知，在使用SCR（选择性非催化还原技术）进行脱硝处理时，要想达到零污染排放的要求，光使用该技术是无法实现绿色环保的发展目的，还需要结合选择性催化还原技术的脱硝高效率；在锅炉中进行脱硝处理时，使用选择性非催化还原技术，在操作上便于进行，脱硝的效率较高，使用该技术，电力企业不需要投入过多的资金；对于重点地区的除尘，为确保烟尘的质量浓度达到每平方米20毫克，可以借助湿式电除尘技术，达到改善除尘效果的目的。