流化床爐脫硫SO2析出的動態(tài)特性解析
SO2是一種有刺激性氣味的氣體,是對大氣環(huán)境危害嚴(yán)重的污染物。在陽光催化下,SO2進(jìn)行復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)形成硫酸,再經(jīng)雨水淋降至地面即形成酸雨。氮氧化物有NO、NO2和N2O三種,NO是一種有毒的氣體,約占煤燃燒產(chǎn)生的氮氧化物總量的90-95%,它在大氣存在的時間極短,便被氧化成NO2,NO2與水反應(yīng)也會形成酸雨。酸雨對農(nóng)作物有較大的危害,它會造成農(nóng)作物莖葉色斑,導(dǎo)致農(nóng)業(yè)減產(chǎn),也會對建筑物造成侵蝕,縮短建筑物的壽命。此外,空氣中的SO2、NOx會刺激人們的呼吸道,使人呼吸道疾病的發(fā)病率提高。同時,SO2和NOx也是誘發(fā)癌癥的原因之一。NO還會造成臭氧層的破壞,N2O是一種有毒的氣體,與氧氣反應(yīng)生成NO,是大氣平流層中NO的主要來源,可以破壞大氣平流層的臭氧,它也是一種溫室氣體。
流化床爐中煤燃燒過程中SO2析出的動態(tài)特性:
1.煤中硫的存在形式及反應(yīng)過程
硫在煤中的存在形式主要有有機硫、無機硫兩種。無機硫主要為黃鐵礦FeS2。有機硫在煤加熱至400℃時即開始大量分解,一般認(rèn)為有機硫首先分解為H2S,然后遇氧再反應(yīng)生成SO2,而黃鐵礦硫在300℃就開始分解,但大量分解在650℃以上,而流化床燃燒的典型溫度區(qū)在800-900℃之間。所以,循環(huán)流化床鍋爐煤中硫的轉(zhuǎn)化率很高。
2.各種因素對SO2析出的影響
有機硫的分解時間比較短,在揮發(fā)分析出以及煤著火的初期基本上就分解了,而黃鐵礦硫形成SO2要持續(xù)數(shù)分鐘,并隨著溫度的升高SO2的轉(zhuǎn)化率會大幅增高。
?、兮}硫比的影響
鈣硫比是影響循環(huán)流化床鍋爐SO2排放的主要因素。在不加石灰石時,SO2的排放量與含硫量成正比。燃料在燃燒時一般有80%以上的硫分轉(zhuǎn)化為氣體排放到大氣中,剩余部分與爐渣以固態(tài)的形式排出。循環(huán)流化床鍋爐Ca/S低于2.5時,SO2的排放濃度隨Ca/S的增加而下降很快。當(dāng)Ca/S大于2.5時,SO2降低就不明顯了,相反,還會帶來一些副作用,如影響燃燒工況,增加灰渣物理熱損失,提高NOX的排放,與選擇性非催化還原相沖突等。因此,對于循環(huán)流化床鍋爐Ca/S應(yīng)控制在1.5-2.5之間。
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采用的合理的石灰石粒度,經(jīng)運行實踐證明,既能保證石灰石在爐內(nèi)的停留時間,同時合理的粒度也盡量增大了石灰石粒子與二氧化硫的接觸面積,提高了石灰石的利用率,有利于脫硫反應(yīng)的進(jìn)行。