黄超

摘 要：循环流化床（CFB）锅炉实为能够以一种比较清洁的方式燃烧各种固体燃料的新型锅炉，但其怎样与新修订的国家环保标准相适应，最大程度降低污染物的外排，仍需要开展深入研究。本文结合工程实例，首先简要分析了CFB锅炉排放的基本特性，预测CFB锅炉SO2排放值，最后探讨了超低排放技术方案，望能为此领域研究有所借鉴。

关键词：循环流化床锅炉；脱硫；脱硝

当前，针对由火力发电所带来的环境污染来讲，其已经成为制约我国电力工业整体发展的重要因素；因此，针对我国电力工业而言，要想实现可持续发展，首先要做的便是治污减排。早在2011年，国家环境保护部便结合自身情况，对外颁布了具有划时代意义的《火电厂大气污染物排放标准》，其中明确指出，火力发电厂在NO3、SO2排放浓度上，应<100mg/m3。需要指出的是，针对有着比较高折算硫分的煤种，或者是比较高挥发分的煤种，一般情况下，可选用分级燃烧技术以及炉内脱硫技术，但许多CFB锅炉难以满足此排放要求。因此，需深入、全面且系统化研究能够有效降低NO3排放的新技术。

1.CFB锅炉排放的基本特性

针对那些处于运行状态的CFB锅炉来讲，通过对其进行测试得知，如果燃料的折算硫分Szs<1g/MJ，并且Ca/S摩尔比值2.0～3.0，此时，其在具体的脱硫效率上，能够达91～98%，部分锅炉甚至可达到99%，另外，与之相对应的SO2在具体的排放值上，即<100mg/m3。针对某电厂300MW CFB锅炉来讲，当其Ca/S摩尔比为5时，与之相对应的脱硫效率能够达到99%。另外，SO2排放值达50mg/m3，尽管有着比较大的Ca/S摩尔比值，但需要强调的是，煤的折算硫分却比较低，仅为0.33%，因此，可得出其石灰石耗量是17.7t/h，其在整个入炉煤量当中所占比重为11%。因而选用炉内脱硫技术具有经济可行性。

此外，还需要指出的是，对于CFB锅炉而言，其运行床温需要维持在855～925℃这一区间内，而对于过量空气系数来讲，即为1.05～1.11，因而能够实现分级燃烧以及低温燃烧。在各项运行参数均比较合适的情况下，通常CFB锅炉NOx的排放，需要将其合理控制于70～210mg/m3这一范围内。

2.预测CFB锅炉SO2排放值

针对煤的折算硫分Szs来讲，其與原始SO2排放值之间有着比较典型的线性关系，而后者与基含硫量Sar之间，则呈现为较好的多值性关系。即便煤种不同，其收到基含硫量Sar也相同，因存在着比较大的发热量差别，对于其原始排放值而言，可能会有比较大的差别。比如收到基含硫量Sar值是1.5%，此时，对于原始SO2排放值来讲，维持在3250～5250mg/m3这一区间内。有报道指出，将折算硫分当作对煤中含硫量进行判别的基本依据，更加合理与科学。

（1）

而针对SO2排放值CSO2（mg/m3）来讲，可利用如下公式来进行预测：

（2）

在此公式当中，Szs所表示的是煤的折算硫分，单位是g/MJ；Sar所表示的是煤的收到基含硫量，单位是%；而Qnet，ar，p所表示的是煤的低位发热量（kJ/kg）； ηs-self所表示的是煤的自脱硫效率（%）。

3.超低排放技术方案

如果Szs是1.0～2.5g/MJ的燃料，那么针对CFB锅炉来讲，需运用2级脱硫工艺（炉内、外）；针对炉内脱硫效率而言，通常可以达到90%，而炉外脱硫效率可以达到90%；而对于2级脱硫工艺来分析，其脱硫效率为99%，因此，可以将SO2排放值维持在100mg/m3以内。

某电厂300MW CFB锅炉的实际应用得知，采用炉外脱硫工艺进行操作，能够实现对循环流化床烟气脱硫工艺的全面优化。而对于此种工艺而言，其实为一种比较典型的半干法脱硫工艺，由多部分构成，不仅有自动控制系统，而且还有分离器、循环流化床反应器及吸收剂添加系统等。在CFB反应器的底部位置，还专门设置有布风装置，而在其下部密相区，则设置有多个装置，比如返料口、石灰浆喷嘴等；此外，在反应器的上部位置，则为稀相区与过渡段。需要指出的是，从锅炉空气预热器出口位置处所排出的烟气，自CFB下部的布风装置，输送至反应器当中，并以此来维持最基本的循环流化状态。针对新鲜石灰浆这一原料，通过压缩空气雾化处理之后，借助位于反应器中央位置处的两相流喷嘴，被输送至反应器。另外，于CFB反应器当中，诸如SO3、SO2与脱硫剂发生反应，由此所产生的物质则伴随烟气而被送出反应器。还需要指出的是，利用分离器进行分离而得到的固体颗粒，则会重新被输送至CFB反应器，实施持续性循环，脱硫剂进行循环处理后，脱硫反应时间会得到延长，与此同时，脱硫剂在具体的利用率上也会得到大幅提升。而对于工艺水而言，则用喷嘴喷入到吸收塔的下部，以此来实现烟气湿度的增加，并达到降低烟温的目的，促使整个反应温度与水露点温度相接近，以此达到最大程度提升脱硫效率的目的。

需要强调的是，为了能够最大程度降低CFB锅炉的NOx排放值，最终满足深度脱硝的效果，可以根据实际情况，将选择性非催化还原系统设置在炉膛出口处。在选择还原剂时，可以根据实际需要，选择尿素溶液，或者是液氨。于旋风分离器入口烟道上，将还原剂喷入，通常情况下，烟气温度能够达到800～920℃。而在分离器内，烟气停留时间较长，并且于强旋流的作用下，喷入的还原剂混合烟气良好，所以，能够达到降低NOx的效果。

4.结语

综上，如果将NOx排放值维持在100mg/m3以下，针对高挥发分煤种，比如烟煤等，CFB锅炉需选用更加实用且高效的SNCR技术。因此，CFB锅炉选用比较合适的技术措施，有助于降低SO2、NOx的排放，能够实现循环流化床锅炉的更加高效运转。

参考文献：

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