300MWCFB锅炉高效脱硫技术的应用研究

发布时间：2017-11-25 07:41

本文关键词：300MWCFB锅炉高效脱硫技术的应用研究

【摘要】：CFB锅炉由于具有良好且经济的炉内脱硫特性和燃料适应性比较广等特点而获得广泛采用。由于炉内喷钙脱硫存在物料循环倍率低、床温较高、脱硫剂利用率较低（一般在20%-45%之间）及石灰石粉耗量大等缺点，导致其脱硫效率不高。有必要对国内拥有CFB锅炉的电厂采取技术上合理、经济上可行、适合于电厂实际条件的脱硫工艺，研究如何提高CFB锅炉钙利用率的方法，在很大程度上减少污染物的产生量和排放量，有效地降低二氧化硫和烟尘的排放量，对保护环境，确保“十二五”节能减排目标的实现，促进资源节约型、环境友好型社会建设，都具有十分重要的意义。本文为了确定300MWCFB锅炉炉内喷钙脱硫实际脱硫效率，对某矸石电厂CFB锅炉实际运行效果进行了测试和分析，结果显示脱硫效率并不是很高，且二氧化硫排放浓度波动也较大，即使投入更多的石灰石粉也不能够满足最新环保标准的要求。通过对300MWCFB锅炉炉内喷钙脱硫效率研究，理论上一般认为，炉膛温度在850℃-900℃的范围内，Ca/S摩尔比在1.5-3.0之间，石灰石粉粒径小于2mm（通常为0.15mm-0.5mm）时，炉内脱硫率可达85%-90%。但是在实际试验中发现，由于循环倍率较低、床温较高、石灰颗粒孔隙堵塞等原因，使得炉内脱硫效率并不是太高，即使对脱硫系统进行改造，二氧化硫排放浓度也达不到最新环保的要求，所以，仅采用炉内喷钙脱硫是难以满足最新环保排放的标准要求。本文采用了Gambit数值模拟软件对300MWCFB锅炉尾部烟道建立了物理模型，，运用Fluent流体计算软件，模拟尾部烟道内气液两相流动的流动情况，分析了喷枪在0.1MPa、0.15MPa、0.2MPa三种压力下喷入雾化水，弯曲的尾部烟道内气液两相流的混合状态、轨迹以及雾化水液滴在烟道内的分布特性。研究表明，在CFB锅炉尾部烟道内喷入一定量雾化水的情况下，喷嘴入口压力为0.2MPa的时候，在雾化水的区域内，烟气和雾化水的混合状态比较好，有效延长与烟气及飞灰中的氧化钙混合碰撞时间，完全可以把飞灰中未反应的氧化钙喷雾化水增湿活化，其流场分布对提高脱硫率，降低脱硫成本及运行成本都具有重大意义。因此，本文选择了一种充分利用烟气中未反应的脱硫剂的方法—300MWCFB锅炉炉内高温脱硫和尾部烟道低温喷水增湿活化脱硫法相结合的高效脱硫技术，以便CFB锅炉在更经济有效的脱硫方式下运行。试验数据显示：在230MW到265MW范围内负荷下，通过对尾部烟道内直接喷水增湿活化脱硫，喷嘴压力在0.1MPa、0.15MPa、0.2MPa三种情况下，尾部烟气中SO2的排放浓度都可满足最新环保标准的要求，这与模拟中喷嘴的雾化情况有很大关系，随着喷嘴压力的增大，喷嘴雾化状态比较好，雾滴粒径大小合适，且在烟道内的滞留时间也相对延长，这都有利于混合物的反应，充分说明了该技术具有可行性，进而验证了300MWCFB锅炉尾部烟道数值模拟的准确性。研究结果表明，300MWCFB锅炉采用炉内喷钙脱硫和尾部烟道喷雾化水相结合的脱硫技术是可行的，是满足未来严格环保标准的高效脱硫方式。通过对该课题的研究分析对今后大型CFB锅炉脱硫方案的制定和实施有着重要的指导意义。
【学位授予单位】：中北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：X773

【参考文献】

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