循环床炉内脱硫气氛效应与组合脱硫运行优化

发布时间：2017-08-16 17:25

  本文关键词：循环床炉内脱硫气氛效应与组合脱硫运行优化

  更多相关文章： 锅炉 循环流化床 炉内脱硫 烟气脱硫 组合脱硫 钙基脱硫剂 反应气氛 运行优化

【摘要】：循环流化床炉内脱硫技术是一种经济有效的烟气脱硫技术,而烟气湿法脱硫则因脱硫效率高而得到广泛应用,将两种烟气脱硫技术有机结合将是降低循环流化床燃煤电站S02排放的一种有效方式。本文以发展循环流化床SO2超低排放理论和技术为背景,基于国家十二五科技支撑项目,对循环流化床燃煤电站超低排放技术研发中炉内脱硫和组合系统脱硫特性进行理论、试验研究及运行过程优化工作。论文以研究炉内气氛对脱硫影响机理及实现组合脱硫系统高效运行为目标,研究工作主要包括炉内气氛对煤燃烧及含硫污染物释放特性研究、炉内气氛对脱硫剂脱硫特性影响研究和组合脱硫系统运行优化研究三个方面,具体分为6个部分,包括①低O2浓度下煤燃烧及含硫化合物释放与转化特性研究,②氧化性气氛下天然钙基脱硫剂硫化反应特性及动力学分析,③氧化／还原循环气氛下钙基脱硫剂硫化特性研究；④循环流化床组合脱硫系统试验研究,⑤循环流化床组合脱硫系统过程计算方法和⑥循环流化床组合脱硫系统运行策略及参数优化研究。炉内气氛对煤燃烧及含硫污染物释放研究发现,低O2浓度下,煤燃烧反应仍接近一级反应,由于补偿效应的影响,煤种表观活化能随02降低而下降；随着O2浓度由21%下降至5%时,煤中燃烧释放的含硫化合物总量呈下降趋势,当气氛由O2/N2变为O2/CO2时,SO2与H2S呈现向COS转化趋势。炉内气氛对脱硫剂脱硫特性影响研究结果表明,4种天然钙基脱硫剂在氧化性气氛下脱硫能力不同,鸡蛋壳煅烧后产生发达的孔隙及表面结构,具有更高的钙利用率；综合考虑活化能及反应动力学参数可以评价脱硫剂固硫特性；氧化/还原交变循环气氛下,石灰石硫化反应产物成分随循环反应次数增加发生改变；结合产物形貌特征与分形维数变化,提出一种脱硫产物结构变化反应机理。对于炉内炉外组合脱硫系统运行优化,首先通过组合脱硫试验验证系统实现达标排放的可行性,发现组合脱硫试验中尾部湿法脱硫效率小于尾部湿法冷态试验中所得结果；其次,利用Matlab软件计算组合脱硫系统运行流程中物耗和能耗,提出一种基于环保标准与技术经济性指标的综合优化方法；最后,基于组合脱硫系统运行优化方法,得出组合脱硫系统在“一炉一塔”模式下煤种折算含硫量Sco与运行经济性参数是影响系统运行策略的主要因素；通过与现场试验相结合的方式,验证了该优化方法的准确性,并建议“两炉一塔”模式下,当环保标准提高后,优先调整炉内脱硫运行参数,提高炉内脱硫效率,从而降低系统SO2排放,实现系统经济运行。
【关键词】：锅炉 循环流化床 炉内脱硫 烟气脱硫 组合脱硫 钙基脱硫剂 反应气氛 运行优化
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM621;X773
【目录】：

• 致谢5-6
• 摘要6-8
• ABSTRACT8-10
• 主要符号表10-22
• 1 绪论22-36
• 1.1 中国SO_2排放及治理现状22
• 1.2 中国火电厂SO_2排放标准及政策22-24
• 1.3 火电厂燃煤脱硫技术24-26
• 1.3.1 燃烧前脱硫24
• 1.3.2 燃烧中脱硫24-25
• 1.3.3 燃烧后脱硫25-26
• 1.4 火电厂组合脱硫技术路线26-33
• 1.4.1 煤粉炉组合脱硫技术26-28
• 1.4.2 循环流化床锅炉组合脱硫技术28-33
• 1.5 论文选题思路和研究内容33-36
• 1.5.1 本文工作的提出33
• 1.5.2 本文主要研究内容33-36
• 2 循环流化床炉内脱硫研究综述36-48
• 2.1 循环流化床炉内气氛对脱硫影响36-43
• 2.1.1 氧化性气氛36-39
• 2.1.2 还原性气氛39-41
• 2.1.3 氧化还原交变气氛41-43
• 2.2 循环流化床钙基脱硫剂选择及强化的研究进展43-46
• 2.2.1 天然/废弃钙基脱硫剂再利用43-44
• 2.2.2 脱硫剂/乏脱硫剂活化44-45
• 2.2.3 新型脱硫剂制备工艺45-46
• 2.3 本文的研究思路和方法46-47
• 2.4 本章小结47-48
• 3 低O_2浓度下煤燃烧及含硫化合物释放与转化特性研究48-59
• 3.1 研究目的48
• 3.2 实验装置和实验样品48-49
• 3.2.1 实验装置48-49
• 3.2.2 实验样品49
• 3.3 实验方法49-50
• 3.4 实验结果及分析50-58
• 3.4.1 不同气氛煤燃烧特性50-55
• 3.4.2 不同气氛煤中硫释放及转化规律55-58
• 3.5 本章小结58-59
• 4 氧化性气氛天然钙基脱硫剂硫化反应特性及动力学分析59-73
• 4.1 研究目的59
• 4.2 实验装置和实验样品59-62
• 4.2.1 实验装置59-61
• 4.2.2 实验样品61-62
• 4.3 实验方法62-63
• 4.3.1 热重实验62-63
• 4.3.2 小型热态流化床实验63
• 4.4 实验结果及分析63-72
• 4.4.1 表面结构特征分析63-65
• 4.4.2 煅烧后微观特性65-66
• 4.4.3 热重硫化反应特性66-71
• 4.4.4 小型热态流化床与热重硫化结果对比71-72
• 4.5 本章小结72-73
• 5 氧化/还原气氛下钙基脱硫荆硫化特性研究73-84
• 5.1 研究目的73
• 5.2 实验样品及方法73-76
• 5.2.1 实验样品73
• 5.2.2 实验装置及方法73-75
• 5.2.3 产物成分化学分析方法75-76
• 5.3 试验结果及分析76-82
• 5.3.1 产物成分分析结果76-79
• 5.3.2 石灰石钙利用率随循环次数改变79
• 5.3.3 循环反应产物表面微观结构特性79-80
• 5.3.4 循环反应产物分形特性80-81
• 5.3.5 循环反应产物表面结构改变反应机理81-82
• 5.4 本章小结82-84
• 6 循环流化床组合脱硫试验研究84-102
• 6.1 引言84-85
• 6.2 试验装置介绍85-90
• 6.2.1 组合脱硫试验系统流程85-86
• 6.2.2 循环流化床主体86-88
• 6.2.3 电加热系统88
• 6.2.4 烟气冷却系统88
• 6.2.5 给料系统88-89
• 6.2.6 测控系统89
• 6.2.7 烟气成分配气系统89
• 6.2.8 烟气湿法脱硫塔89-90
• 6.3 试验物料90-91
• 6.4 试验数据处理及运行工况91-93
• 6.4.1 试验数据处理91
• 6.4.2 试验工况安排91-93
• 6.4.3 试验运行过程93
• 6.5 试验结果及分析93-101
• 6.5.1 SO_2与NO排放及石灰石脱硫特性93-98
• 6.5.2 石灰石/石膏湿法脱硫试验研究98-100
• 6.5.3 组合脱硫试验研究100-101
• 6.6 本章小结101-102
• 7 循环流化床锅炉组合脱硫系统过程计算方法102-116
• 7.1 引言102
• 7.2 循环流化床锅炉燃煤烟气成分计算102-103
• 7.2.1 理论空气量V~0及理论SO_2排放量102-103
• 7.2.2 理论及实际烟气量103
• 7.3 循环流化床锅炉脱硫对锅炉热效率影响103-106
• 7.3.1 对机械不完全燃烧热损失q4影响103-104
• 7.3.2 对烟气排烟热损失q2影响104
• 7.3.3 对化学不完全燃烧热损失q3影响104
• 7.3.4 对散热损失q5影响104-105
• 7.3.5 对灰渣物理热损失q6影响105
• 7.3.6 石灰石脱硫热损失q7105
• 7.3.7 CFB锅炉热效率105-106
• 7.4 循环流化床锅炉炉内脱硫模型106-107
• 7.5 石灰石/石膏湿法烟气脱硫模型107-108
• 7.6 组合脱硫系统物耗平衡计算108-112
• 7.6.1 CFB燃料消耗计算108
• 7.6.2 炉内脱硫石灰石耗量计算108
• 7.6.3 WFGD系统石灰石吸收剂耗量模型108-109
• 7.6.4 脱硫石膏产量模型109-110
• 7.6.5 氧化空气量模型110
• 7.6.6 脱硫系统水耗模型110-112
• 7.7 组合脱硫系统能耗计算112-114
• 7.7.1 循环流化床锅炉炉内脱硫系统能量消耗112-113
• 7.7.2 尾部石灰石/石膏湿法烟气脱硫系统能量消耗113-114
• 7.8 组合脱硫系统过程计算流程114-115
• 7.9 本章小结115-116
• 8 循环流化床组合脱硫系统运行策略及优化116-132
• 8.1 引言116
• 8.2 系统运行策略选择评估方法116-118
• 8.2.1 可变运行成本117
• 8.2.2 平准化可变运行成本117-118
• 8.2.3 经济性评估计算基本参数118
• 8.3 系统运行参数优化方法118-119
• 8.4 300MW循环流化床组合脱硫运行策略119-125
• 8.4.1 300MW循环流化床燃煤电站组合脱硫工艺系统119-121
• 8.4.2 煤种选择及含硫量表征121
• 8.4.3 煤种成分及污染物排放标准对组合脱硫系统运行状态影响121-122
• 8.4.4 运行成本参数对组合脱硫系统运行策略影响122-123
• 8.4.5 平准化可变运行成本敏感性分析123-125
• 8.5 循环流化床组合脱硫系统运行参数优化125-131
• 8.5.1 循环流化床热电厂组合脱硫工艺系统125-127
• 8.5.2 现场测试及数据处理127
• 8.5.3 系统能耗设备运行参数127-128
• 8.5.4 现场测试结果对比128-130
• 8.5.5 运行参数优化130-131
• 8.6 本章小结131-132
• 9 全文总结及工作展望132-135
• 9.1 全文总结132-133
• 9.2 主要创新点133-134
• 9.3 足之处和研究展望134-135
• 参考文献135-145
• 作者简历及在学期间所取得的科研成果145-146

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 赵旺初;煤粉锅炉几种脱硫方式的经济分析[J];锅炉技术;1998年12期

2 吴晓芳,卢勇航;液碱喷雾脱硫法在正压状态下的应用[J];煤矿环境保护;2002年06期

3 王洪涤 ,范家峰 ,张卫锋 ,江爱伟 ,王霞;煤泥循环流化床工业化脱硫方式的研究与探索[J];电站系统工程;2004年02期

4 王威祥;王占山;;电厂脱硫技术概述[J];内蒙古科技与经济;2008年05期

5 闫素英;田瑞;任润平;;燃煤电站脱硫系统工程改造及效益分析[J];能源研究与利用;2008年04期

6 李万忠;;电厂脱硫方式选择[J];内蒙古电力技术;2011年01期

7 钱纪梅;直流氨水脱硫“氨耗”计算及讨论[J];安徽化工;1982年03期

8 任俊英;崔元媛;;国内外脱硫技术的发展[J];自动化应用;2013年12期

9 刘彩霞;;不氧化镁脱硫工艺的技术经济分析[J];机电信息;2009年36期

10 吴冰洋;李东胜;李晓鸥;刘丹;;离子液体脱硫研究[J];当代化工;2014年06期

中国重要会议论文全文数据库 前6条

1 罗e，

本文编号：684549