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钙硫比对烧结烟气循环流化床脱硫效率的影响 朱晓华章敬泉李鹏飞韩志强 中国京冶工程技术有限公司， 北京 100088 摘要 对不同钙硫比条件下烧结烟气循环流化床脱硫效率进行了研究， 研究结果表明 在循环流化床脱硫系统中， 保持 烟气流量、 循环物料量、 喷水量、 进出口烟气温度、 入口 SO2浓度等参数不变的条件下， 提高钙硫比在短时间内并不能 明显提高脱硫效率， 其影响脱硫效率是通过钙硫比的改变实现循环物料量成分的变化， 使循环物料量中有效吸收剂的 比例增加， 从而实现脱硫效率的提高。 关键词 烧结烟气; 循环流化床; 钙硫比 THE EFFECT OF RATIO OF Ca/S ON THE DESULPHURIZATION EFFICIENCY IN THE SINTERED GAS OF THE CIRCULATION FLUIDIZED BED Zhu XiaohuaZhang JingquanLi PengfeiHan Zhiqiang China Jingye Engineering Corporation Limited，Beijing 100088，China AbstractIn this paper，the effect of the Ca/S ratio on the desulphurization efficiency of sintering flue gas in circulating fluidized bed is studied． The results indicated that the increasing of the Ca/S ratio could not improve the desulphurization efficiency in a short period，with the rate of flue gas，circulating materials，spraying water，the temperature of the inlet and outlet flue gas，and the inlet SO2concentration being constant． The ratio of Ca/S affects the desulphurization efficiency by changing the composition of the circulating materials，increasing the ratio of the effective absorbance，and then improving the desulphurization efficiency． Keywordssintering flue gas;circulation fluidized bed;ratio of Ca/S 0引言 钙硫比是影响脱硫效率的一个重要因素， 其对脱 硫效率的影响与脱硫工艺方案、 烟气中 SO2浓度以及 吸收剂的物理化学性质等因素有关。半干法脱硫系 统中， 在气体流速、 反应温度、 SO2浓度等参数不变的 条件下， 提高钙硫比， 脱硫效率会相应提高。钙硫比 对脱硫效率的影响主要体现在两个方面 1 钙硫比提高意味着新鲜吸收剂增加， 系统内 可反应的颗粒介质数目增加， 为 SO2提供了更多的反 应介质， 从而使脱硫效率提高。 2 在后续的除尘系统中， 气体和附着在布袋上 的颗粒也会发生反应， 钙硫比增加， 布袋上附着物的 有效脱硫成分增加， 脱硫效率势必随之升高。 在钙硫比增加的同时， 介质黏度、 反应生成物的 量也随之增加， 这些因素都不利于 SO2的脱除; 另一 方面， 钙硫比增加， 吸收剂用量增加， 运行成本提高， 因此， 选择一个合适的钙硫比范围， 使脱硫系统高效 经济的运行是非常必要的。 本文在前人研究的基础上， 采用循环流化床脱硫 系统， 旨在研究钙硫比对 SO2含量较低、 氧含量较高 的烧结烟气脱硫效率的影响， 为日后的工程提供技术 指导。 1实验系统和实验过程 图 1 所示为本文所采用的循环流化床脱硫实验 系统流程示意图， 本系统主要由以下部分组成 模拟烟气发生系统 主要由电加热器、 气体质量 流量计、 SO2钢瓶等组成。作用 通过吸入空气加热 并定量配入 SO2， 产生模拟烟气。 脱硫反应塔 脱硫反应进行的场所。 进料系统 包括两个螺旋给料器配两个变频电机 及料仓。物料通过螺旋给料器进入脱硫塔， 螺旋给料 器给料量通过变频电机转速调节实现精确控制。 37 环境工程 2011 年 6 月第 29 卷第 3 期 图 1循环流化床脱硫实验系统工艺流程 除尘系统 包含布袋除尘器和灰斗。其作用是捕 集反应后烟气中的乏吸收剂。实验初始阶段， 灰仓中 预先放入一定量的乏吸收剂。 引风系统 包含一台离心风机及管道。烟气流量 范围为 0 ～ 5 000 m3/h。 水系统 由水箱、 水泵及流量计组成。可通过阀 门调节喷入塔内水量。 测控系统 主要包括测温、 测压仪表、 SO2浓度测 量系统、 电气柜及中控系统。其作用 脱硫系统的数 据采集及自动化控制。 实验过程 空气与通过气体质量流量计的 SO2气 体按一定比例充分混合后进入电加热器， 加热到设定 的反应温度， 经脱硫塔下端的文丘里布风后进入脱硫 反应塔， 与螺旋给料机输送进来的吸收剂以及由雾化 喷枪产生的液滴发生气液固三相反应， SO2在反应过 程中被吸收剂脱除。脱硫后的烟气经反应塔出口进 入到布袋除尘器 由于烟气中 O2及水蒸气含量较 高， 为避免达到酸露点对脱硫塔造成低温腐蚀及除尘 器结垢， 烟气出口温度控制在 80℃ 以上 ， 除尘后的 气体经离心风机由烟囱排出。在除尘器中被布袋捕 集下来的颗粒经脉冲清灰后进入到除尘器下方的灰 仓， 由于吸收剂在脱硫塔中没有完全参与反应， 因此， 灰仓中的乏吸收剂仍具有脱硫活性， 为了提高吸收剂 的利用效率， 灰仓中的乏吸收剂经回料螺旋给料装置 再次输送到脱硫塔中循环使用。 2结果与讨论 图 2 所示为烟气量、 进出口烟气温度、 SO2质量 浓度及循环回料量等参数保持不变的条件下， 脱硫效 率瞬时值随钙硫比变化的曲线图 反应条件 烟气入 口温度为130 ℃ ;烟气量为4 000 m3/h; SO2质量浓 度为1 500 mg/m3; 循环回料量为362 kg/h; 喷水量为 95 L/h 。由于新鲜吸收剂供给所采用的螺旋给料系 统具有间歇性， 脱硫系统进料随时间不均匀， 因此脱 硫效率随时间变化波动较大。在实验进行的1 h中， 钙硫比为 1. 3 时脱硫效率值较其他值稍高， 但总体差 别不明显。 图 2不同钙硫比条件下脱硫效率随时间变化曲线 图 3 为不同钙硫比条件下， 1 h 内脱硫效率平均 值随钙硫比的变化趋势 反应条件 烟气入口温度为 130 ℃ ; 烟 气 量 为 4 000 m3/h; SO2质 量 浓 度 为 1 500 mg/m3; 循 环 回 料 量 为 362 kg/h;喷 水 量 为 95 L/h 。图 3 中数据显示， 在钙硫比从 0. 8 增加至 1. 3 的过程中， 平均脱硫效率值在 0. 55 附近波动， 变 化不明显。 图 3不同钙硫比条件下平均脱硫效率值 从图 3 可以看出 其他参数保持不变的条件下， 短时间内， 提高钙硫比， 并不能明显的提高脱硫效率。 分析认为， 由于烟气中 SO2质量浓度较低， 反应所需 要的新鲜吸收剂的量同循环回料量相比较低， 以钙硫 比 1. 3 时 为 例， 反 应 所 需 要 的 新 鲜 吸 收 剂 量 为 9. 01 kg/h， 同循环回料量为362 kg/h相比较低， 此时， 脱硫反应塔内起主要脱硫作用的是循环回料量， 以此 推断， 循环流化床脱硫系统中， 钙硫比影响脱硫效率 的实质是 钙硫比提高， 反应塔中吸收剂利用效率未 明显提高， 因此， 由除尘器捕集下来的乏吸收剂中未 反应吸收剂成分增加， 随时间变长， 灰仓中乏吸收剂 47 环境工程 2011 年 6 月第 29 卷第 3 期 的成分发生改变， 其中能参与脱硫反应的成分增加， 脱硫效率提高。 图 4 为反应条件与前面相同， 脱硫系统连续运转 1 100 min内， 脱硫效率瞬时值与钙硫比的关系曲线 反 应 条 件烟 气 入 口 温 度 为 130 ℃ ;烟 气 量 为 4 000 m3/h;SO2质量浓度为1 500 mg/m3; 循环回料 量为362 kg/h; 喷水量为95 L/h 。从图 4 中可以看 出， 对于不同的钙硫比， 脱硫效率在500 min后均发生 明显提高， 并且脱硫效率值随钙硫比增加而提高。 图 4不同钙硫比条件下脱硫效率随时间变化曲线 图 5 所示为 1 100 min 内平均脱硫效率随钙硫比 的变化趋势 反应条件 烟气入口温度为130 ℃ ; 烟气 量为4 000 m3/h;SO2质量浓度为1 500 mg/m3; 乏料 量为362 kg/h; 喷水量为95 L/h 。从图 5 中可以看 出， 脱硫系统长期运行状态下， 平均脱硫效率由钙硫 比 0. 8 时的 0. 55 增加至钙硫比 1. 3 时的 0. 75， 增长 幅度较大。验证了前面的推断。 图 5不同钙硫比条件下平均脱硫效率值 3结论 循环流化床脱硫系统中， 钙硫比提高， 在短时间 内对脱硫效率的影响不明显， 钙硫比提高脱硫效率的 本质是通过改变循环物料量中有效吸收剂的成分， 实 现脱硫效率的提高。 参考文献 ［1］蒋文举． 烟气脱硫脱硝技术手册［M］． 北京 化学工业出版社， 2000． ［2］李奇勇． 烧结烟气半干法选择性脱硫新技术应用［J］． 环境工 程， 2008， 26 2 7- 9． ［3］赫继峰． 烧结烟气脱硫技术基本工艺参数的试验研究［J］． 烧 结球团， 2006， 3 31 1- 3． ［4］李鹏飞， 佟会玲． 烟气酸露点计算方法比较与分析［J］． 锅炉技 术， 2009， 40 6 5- 8． 作者通信处朱晓华100088北京海淀区西土城路 33 号中国京 冶工程技术有限公司 E- mailzhuxiaohua0504 vip． sina． com 2010 － 10 － 18 櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅 收稿 环境工程 投稿须知 环境工程 杂志是综合性、 应用性的环保科技刊物。重点报道工业污染防治的先进实用技术。 一、 征稿内容 工业领域产生的污水、 烟尘、 有害气体、 固废、 噪声等的污染防治技术， 监测、 评价、 节能技术等; 创新或改进工业污染防治的 工艺、 设备、 方法、 材料等; 综合利用技术; 工矿企业污染防治和运行管理的经验; 国外的或已引进的先进环保技术及国内示范工 程的介绍; 国内外工业环保技术信息 最新的发明创造或新建工程中采用的新工艺、 新设备、 新材料、 新技术 ， 会讯、 展讯的报道。 二、 对稿件的要求 1. 格式可参照本刊。一般包括题目、 作者姓名及其单位名称、 邮编、 摘要、 关键词 包括以上各项的英译 、 正文、 参考文献、 作者通信处等。题目 最好不超过 20 个字。排版格式 题目、 作者姓名、 单位、 摘要、 关键词采用通栏排， 正文采用双栏排。 2. 中、 英文摘要按目的、 方法、 结果、 结论四方面撰写， 中、 英文内容要一致， 字数要求 100 ～ 150 字。 3. 说明所做项目的资金来源， 包括获得基金资助或国家及省部级奖励的项目论文， 并注明批准号或编号。 4. 论文篇幅以每篇不超过5 000字 含图表 为宜。文内图表均应有序号和名称， 统一使用法定计量单位 SI 制 。 5. 正文的章节编排采用三级标题， 一般不超过四级。如 “1 ” 、 “1. 1 ” 、 “1. 1. 1” 等。 6. 本刊接受电子邮件投稿 E-mail hjgctg 163． com 。 7. 参考文献按文内先后次序编号， 并用上角标在引用处标注， 文后按著录规范写出参考文献的详细资料。 8. 依照著作权法 规定， 本刊对来稿有文字修改、 删节权， 凡不允许本刊修改内容者， 请在投稿时说明。 9. 请作者自留底稿， 本部一般不退稿。环境工程 编辑部 57 环境工程 2011 年 6 月第 29 卷第 3 期