明晟環(huán)保氨法脫硫：循環(huán)流化床鍋爐富氧燃燒特性研究
明晟環(huán)保專家以某電廠490t/h循環(huán)流化床(CFB)鍋爐為介紹對象,分別在空氣燃燒氣氛和富氧燃燒氣氛下進行爐膛熱力計算,通過分析比較計算結果得出循環(huán)流化床在富氧燃燒條件下的燃燒特性?
1燃燒計算過程分析
空氣氣氛燃燒時,O2:N2的比例是固定不變的,當過量空氣系數(shù)確定后,燃燒產(chǎn)物的量也相應確定?采用富氧燃燒方式時,燃燒中CO2再循環(huán)的比例及送入爐膛的O2濃度在一定范圍內是可變的,燃燒產(chǎn)物的量與爐膛的燃燒溫度隨O2/CO2比例改變,通過提高助燃空氣中的O2比例強化燃燒,達到高效節(jié)能的目的?
該技術以O2/CO2代替空氣組織燃燒，與常規(guī)燃燒相比，煙氣成分將發(fā)生很大變化，傳熱特性也將改變?富氧燃燒相對于常規(guī)燃燒,稀相區(qū)的傳熱系數(shù)沒有明顯變化,數(shù)量級相差不大?因此,對于爐內各受熱面的傳熱系數(shù),只需按照常規(guī)工況進行計算,涉及到一些熱力參數(shù)及關聯(lián)式的改變?
根據(jù)CFB鍋爐相關文獻,在過量空氣系數(shù)1.22,排煙溫度為136℃,且zui大連續(xù)工況下進行計算?
2計算結果分析
(1)當O2/CO2的比值為21/79時的床溫低于空氣氣氛下的床溫20℃,這是因為CO2的比熱容較空氣中N2的比熱容要大,致使富氧燃燒時煙氣的比熱容大于空氣氣氛下燃燒時煙氣的比熱容?而且2種情況下煙氣的體積相差不大,所以爐內的溫度水平較低?當O2/CO2的比值為30/70時,雖然CO2的份額較大,但是煙氣體積卻較前2種情況下小,所以床溫也較前兩者的高;
(2)富氧氣氛下的脫硫效率高于空氣氣氛下的脫硫效率?原因是煙氣再循環(huán)延長了SO2在爐內的停留時間,使SO2的富集濃度增加,而且高濃度的SO2對CaSO4的分解起抑制作用?O2/CO2的比值為30/70時的脫硫效率高于比值為21/79時的脫硫效率,原因在于前者氣氛下的煙氣量小于后者,故煙氣中SO2的濃度高,脫硫效率也相應提高?隨著脫硫效率的提高,所需的鈣硫摩爾比也相應增加?3種情況下SO2的排放濃度沒有太大變化,但排放量隨煙氣量的減小而減小;
(3)大量未燃盡顆粒的循環(huán)燃燒提高了燃料顆粒的燃盡度,使循環(huán)流化床的燃燒效率提高?當提高送氧量使O2/CO2=30/70時,雖然循環(huán)倍率較其他2種情況下小,但固體未全燃燒熱碳燃盡率?同時床溫提高,氣體擴散速度增加,有利于燃燒的進行?循環(huán)倍率的減小是因為入爐石灰石的增加以及石灰石的高溫燒結致使鍋爐底灰份額增加;
(4)O2/CO2=30/70時排煙熱損失及燃料消耗量較其他2種情況要小,鍋爐熱效率較高?因為O2濃度的增加有利于燃燒的進行,且煙氣焓較O2/CO2=21/79時小,故排煙損失小;
(5)CFB鍋爐的燃燒份額反映了燃煤在燃燒區(qū)域的燃燒程度和燃料燃燒熱量的釋放規(guī)律,即能量平衡?熱量不平衡的原因可能是鍋爐燃用的校核煤種比設計煤種發(fā)熱量低,密相區(qū)燃料的放熱和吸熱失去平衡?雖然O2/CO2=21/79時熱量趨于平衡,但由于煙氣比熱容太大而使爐膛的放熱量過低;
(6)富氧氣氛下煙氣中的CO2濃度分別為92.03%?88.92%,高濃度的CO2有利于煙氣中CO2的回收;大部分的煙氣再循環(huán),使煙氣排放量減少?
3結語
(1)與空氣燃燒方式相比,O2/CO2=30/70時CFB鍋爐的排煙損失?固體未全燃燒熱損失較小,鍋爐熱效率較高,同時燃料消耗量較小,床溫以及爐內傳熱與空氣氣氛下相差不大;
(2)富氧燃燒方式下CFB鍋爐的脫硫效率大于空氣氣氛下的脫硫效率,入爐的石灰石量也需要相應增加,因而石灰石輸送管道也需要加粗;
(3)富氧燃燒方式下,煙氣中CO2的濃度高,在85%以上,有利于CO2的回收?同時煙氣中飛灰顆粒濃度增加,需要增加除塵設備;
(4)循環(huán)流化床鍋爐對燃料的適應性廣,但由于其發(fā)熱量低且灰分高,使爐內熱量平衡遭到破壞,將會影響鍋爐的安全經(jīng)濟運行?
明晟環(huán)保以化工的理念解決環(huán)保問題,運用世界*的氨法脫硫核心技術真正解決氣溶膠與氨逃逸的技術性難題，真正達到超低排放，實現(xiàn)變廢為寶的目的。
