工艺PW-CFB循环流化床介绍与分析

PW-CFB循环流化床是科林与国际知名合作开发并拥有自主知识产权的一种新型技术。与现有的其它技术相比，该技术装置效率高、建设投资较少、占地小、结构简单、易于操作，运行费用低，兼有高效除尘和脱HF、HCl功能，适用于在中小型火力发电厂及相关产业的燃煤系统上安装使用。
科林环保工程有限责任结合国内外脱硫技术的应用情况和发展趋势，以及我国燃煤电厂燃用煤种、运行条件等方面的特点，开展了大量的试验开发研究。建立了用于循环流化床脱硫技术的研究开发平台，包括热态试验台和中试试验装置，对反应器内的气、固两相流动进行模化试验研究、对循环流化床烟气脱硫的各技术环节进行全面的研究，开发出多种循环流化床烟气脱硫工艺技术。
开发的脱硫工艺通过15000Nm3/h烟气量的工业试验，能够满足大型化和工程化的需要，可完成关键设备和专用设备的制造，已形成循环流化床烟气脱硫技术的设计、制造和商业化能力。可根据燃煤锅炉及工业锅炉的不同情况和实际要求，提供具体的脱硫装置。目前开发的各种循环流化床烟气脱硫技术已申报国家。

工艺过程
来自锅炉的烟气，通过烟道进入反应器底部弯头，经文丘里管进入反应器。在文丘里管的缩径处，来自水系统的水经压缩空气雾化喷入反应器，使烟气降温至70℃左右。与此同时，循环灰和脱硫剂从反应器底部的一侧、文丘里管缩径的上面循环到反应器入口处，在文丘里管缩径处所形成的高速烟气流与循环灰和脱硫剂固体颗粒及液雾滴迅速混合，在反应器中形成气-固-液三相流。循环灰及脱硫剂是以固体颗粒的形式循环流动，并产生高度返混，在外循环的同时，在反应器内形成内循环，提高了脱硫效率。在反应器中，烟气与脱硫剂充分接触，脱硫剂与二氧化硫的反应将二氧化硫脱除。由于循环流化使脱硫剂整体形成非常大的反应表面，脱硫剂与烟气中的酸组分充分接触，所以脱硫效率很高。烟气离开反应器后进入旋风分离器，在此将循环灰分离出来，温度降至65～75℃的烟气进入电。循环灰进入循环灰箱经循环灰螺旋输送机被再次送入反应器。脱硫剂经脱硫剂给料斗由螺旋输送机送至循环灰螺旋输送机，与循环灰混合后一起送入反应器。
工艺原理
锅炉排烟通过以脱硫剂为主要床料的循环流化床；
热烟气与脱硫剂在湍流床内混合；
SO2被脱硫剂吸收并转化成亚硫酸钙和硫酸钙；
通过喷水控制最佳反应温度；
床内粒子碰撞，使吸收剂颗粒表面发生碰撞、磨蚀，不断地去除反应剂表面的反应产物，暴露出新的反应面；
通过床料在床内反混及外置分离器可实现颗粒多次循环，以提高脱硫剂的利用率。
反应机理
l CaO+H2O→Ca(OH)2
l Ca(OH)2+SO2→CaSO3·1/2H2O+1/2H2O
l Ca(OH)2+SO3→CaSO4+H2O
l CaSO3·1/2H2O+3/2H2O+1/2O2→CaSO4·2H2O
l Ca(OH)2+CO2→CaCO3+H2O
l Ca(OH)2+2HCl→CaCl2+2H2O
l Ca(OH)2+2HF→CaF2+2H2O

技术特点
固体吸收剂粒子停留时间长；
固体吸收剂与SO2间的传热传质交换强烈；
脱硫效率高，对高硫煤（含硫3%以上）也能达到90%以上的脱硫效率；
由于床料循环利用，从而提高了吸收剂的利用率；在相同的脱硫效率下，与传统的半干法比较，吸收剂可节省30%；
锅炉负荷在30～100%范围波动，脱硫效果仍能满足达标要求；
操作简单，运行可靠，反应温度可降至烟气露点附近；
结构紧凑，循环流化床反应器不需要很大的空间；
可实现大型化；
脱硫产物以固态排放；
无制浆系统；
对改造工程的电无需改造。

主要控制回路
控制系统通过调节加入水量的多少来保证反应器中反应的温度及恒定的烟气出口温度，同时对进出口烟气量连续监测，进口、出口SO2的浓度和烟气流量决定了系统吸收剂的加入量。循环脱硫灰在的灰斗中得到收集，当高于灰斗最大的料面时，通过溢流方式排出。由于排出的脱硫灰含水率只有2%左右，流动性好，适宜采用气力输送装置外送，也可用水力冲灰或汽车运输等方式送至灰场。
技术经济指标
钙硫比（Ca/S） <1.6
物料循环次数 30—100
脱硫效率 >80%
SO3脱除效率 >99%
除尘效率 >99.9%
系统可利用率 >98%

工程应用
PW-CFB循环流化床烟气脱硫技术在赤峰热电厂130T/h锅炉上应用。脱硫主设备位于6号锅炉的电除尘器与7号锅炉电除尘器之间，占地面积约232m2。工程实施后，排空的烟气含硫量由改造前的1400mg/Nm3降至280mg/Nm3。系统的阻力约增加2200Pa，对原有风机改造，更换风机后装机容量增加410KW。目前整套装置正处于试运行阶段。