CFB脫硫制粉綜述

循環(huán)流化床鍋爐是近年來發(fā)展的高效、低污染的清潔燃燒新技術，但其對脫硫劑石灰石的粒級要求較為嚴格，且其粒級區(qū)間主要局限于0.1~1.5mm之內，這種粒級的產(chǎn)品對于傳統(tǒng)磨機來說太粗，難于生產(chǎn)，對于傳統(tǒng)破碎機來說，粒級太細，采用破碎機生產(chǎn)的產(chǎn)品不但產(chǎn)量低、成本高、設備維修量大，而且其產(chǎn)品粒級分布也較難滿足循環(huán)流化床鍋爐的要求。通過柱磨機在多家大型電廠的較長時間的運行，證明其設備可靠性高，產(chǎn)量大、能耗低、易損件消耗很少，尤其是產(chǎn)品粒度分布曲線與循環(huán)流化床鍋爐的最佳曲線十分接近，此外其產(chǎn)品顆粒的特有裂紋和較大比表面積的形狀使其作為脫硫劑的活性進一步增加。

七、柱磨機制粉系統(tǒng)在CFB鍋爐脫硫石灰石制粉行業(yè)中的業(yè)績表

柱磨機采用上進料、下出料，連續(xù)反復中壓力的料床擠壓粉碎原理，粉碎和分級分別進行。該設備能通過調整堵料高度、彈簧壓力和碾磨間隙很方便的控制出料粒級范圍。它的粉碎和分級方式使其最適于生產(chǎn)1~0.1mm粒度的產(chǎn)品。柱磨機粉磨脫硫石灰石具有以下特點:

1、柱磨機“料擠料”的輥壓粉磨原理及中等工作壓力（3-5MPa）使其未經(jīng)分級的一次性出磨產(chǎn)品中50%以上粒徑小于1mm，用其加工-1mm石灰石脫硫劑，其效率和經(jīng)濟性是一般設備不可比擬的，鄂破、錘破等粒度太粗，立磨、球磨等粒度太細，即使通過分級機能得到-1mm的區(qū)間產(chǎn)品，也缺乏效率和經(jīng)濟性。

2、由于柱磨機獨特的工作原理，在粉磨石灰石粉的過程中，物料經(jīng)過反復的碾壓與搓揉，破壞了石灰石的內應力，使石灰石粉產(chǎn)生大量的微裂紋，顆粒里面的孔隙率增多，增加了比表面積，加大了石灰石粉的活性，并使石灰石受熱后易自碎，加速了CaO與SO2反應生成CaSO4的機會，使脫硫效果更徹底。（柱磨機粉磨后石灰石微觀效果圖見附件一）。此外柱磨機產(chǎn)品的顆粒一般呈多角形的片狀，使其表面積增大，這也增大了其石灰石粉的活性。

3、柱磨機粒級分布集中，粒徑調節(jié)方便。

為了保證脫硫效率，控制石灰石粉的用量，對特定的CFB鍋爐采用特定的石灰石粒徑分布時，存在一個最佳的石灰石粒徑及其分布范圍。柱磨機能通過調整堵料筒的高度、彈簧壓力和碾磨間隙的方式很方便地控制出料粒度及分布范圍,可使大部分顆粒粒徑集中在d50附近區(qū)域（見表一、表二）。

表一是柱磨機在天津石化3×420t/hCFB鍋爐爐內脫硫項目中粉磨石灰石的粒徑及分布情況（鍋爐燃料：石油焦，含硫6.67%，用粉量45.6萬噸/年，配套ZMJ1150柱磨機三臺）

表一：CFB鍋爐對石灰石粉粒度要求與柱磨機加工產(chǎn)品對比表：

注：為使石灰石粉粒級分布更接近其CFB鍋爐要求,天津石化將其柱磨機產(chǎn)品最大粒徑確定為0.5-0.7mm。

從上表可知,柱磨機粉磨石灰石時,d50=0.1mm,0.044mm的細粉占12%，成品粒度已經(jīng)基本接近所用CFB鍋爐的粒級分布要求。

表二是柱磨機在廣州石化自備電廠（廣州正良脫硫有限公司）根據(jù)其CFB鍋爐要求生產(chǎn)的石灰石粉檢驗分析報告，從表中可看出，d50≈0.45mm,產(chǎn)品中0.15-1.5mm的顆粒達77.4%。

表二：廣州石化自備電廠(廣州正良脫硫有限公司)石灰石粉檢驗分析報告

4、柱磨機適用多種工藝配置

1）柱磨機與瀑流式選粉機配套工藝

破碎機貯料倉給料柱磨機瀑流式選粉機成品 1.5mm

該工藝系統(tǒng)產(chǎn)能大、效率高，系列化的產(chǎn)品能很好地滿足熱電廠各類循環(huán)流化床鍋爐需要。瀑流式選粉機是專門針對柱磨機粉磨特征而開發(fā)的粗粉分級設備，適宜分離上限為1.5-0.5mm的產(chǎn)品，它克服了離心式、轉子式選粉機只能選細粉、振動篩篩分效率低磨損大且易糊篩的缺點。在實際應用中，系統(tǒng)負壓循環(huán)，布置緊湊，噪音低，揚塵少。

2）柱磨機與篩子配套工藝

破碎機貯料倉給料柱磨機振動篩成品 1.5mm

該工藝投資省，能耗低，工藝簡單，適應給電廠配套的制粉企業(yè)，缺點是粉塵大，篩子易磨損，振動篩篩分效率低且易糊篩。

柱磨機采用連續(xù)反復中壓力的輥壓粉磨原理，其工作原理見圖三，結構簡單、科學。該機

上部傳動，帶動主軸旋轉，使輥輪在環(huán)錐形內襯中轉動（輥、襯之間間隙可調，不接觸），物料從上部給入，靠自重下落，由于上部推料和下部堵料相互作用，物料在輥輪與襯板之間形成料層，料層受到輥輪的反復滾動碾壓而成粉末，最后從磨機的下部自動卸料。柱磨機輥輪只做規(guī)則的公轉和自轉，而料層厚度可以根據(jù)物料特性和進出料粒度要求進行調整，其工作壓力主要來自于彈性裝置給予的壓力，從而避免了輥輪與襯板因撞擊而產(chǎn)生的能耗及磨損。

循環(huán)流化床脫硫機理

循環(huán)流化床鍋爐脫硫工藝是近年來迅速發(fā)展起來的一種新型脫硫技術，通常采用向爐內添加石灰石等脫硫劑在燃燒的同時實現(xiàn)脫硫，其工作原理是燃料和作為吸收劑的石灰石粉送入燃燒室下部，一次風從布風板下送入，二次風從燃燒室中部送入，氣流使燃料顆粒、石灰石粉和循環(huán)灰一起在循環(huán)流化床內強烈擾動并充滿燃燒室，天然石灰石是一種致密的不規(guī)則結構，主要成分是CaCO3，石灰石在爐內經(jīng)過煅燒后分解，顆粒中CO2析出，CaCO3顆粒就變成多孔的CaO顆粒，孔隙率和比表面積均有極大增加，CaO顆粒中由于大量氣孔的存在，以及表面積的大大增加，一方面有利于貯集反應產(chǎn)物，另一方面可以使反應氣體穿透至顆粒內部進行反應，因此大大加速了CaO與SO2反應生成CaSO4的機會，于是原煤中的硫就被固化為硫酸鈣進入灰渣中，最后排出床層，以達到脫硫的目的。

二、流化床燃燒床內加鈣脫硫石灰石粒徑的影響

流化床燃燒床內加鈣脫硫的影響因素包括Ca/S比、床溫、料層厚度及流化速度、石灰石性能和石灰石顆粒直徑；在CFB鍋爐工程一定的情況下，石灰石的反應能力決定了需要加入添加的石灰石的數(shù)量，其中石灰石的顆粒直徑對床內脫硫反應工況具有重大的甚至決定性的影響。如果顆粒太細，它從床內飛出后不能被氣固分離器捕捉送回，不能充分利用；顆粒太大，CaO和SO2反應后在顆粒表面形成CaSO4，由于CaSO4的分子量比CaO大得多，所以顆粒外表面的致密的CaSO4層阻止了SO2與顆粒中心區(qū)域CaO的進一步反應。因此，循環(huán)流化床鍋爐脫硫過程中，對石灰石的顆粒尺寸具有嚴格的要求。一般，進入爐膛的石灰石顆粒直徑應小于1mm，從粒徑分布上講，大多數(shù)顆粒的直徑應集中于d50附近區(qū)域。（如下：圖一）

圖一：石灰石粉粒度分布曲線

分級后的成品石灰石粉粒度： 0.1mm～1.5mm占60%以上，平均粒度0.40～0.55mm。

因此，減小顆粒粒徑可以提高脫硫效率。而過細的石灰石在沒有全利用之前就已經(jīng)從分離器出口逃逸出去，而無法參與循環(huán)過程。所以，存在一個最佳的石灰石顆粒粒徑，以達到最佳的石灰石利用率。最佳的石灰石粒徑分布應與通過的熱循環(huán)回路循環(huán)物料典型顆粒分布（40μm～1.0mm）相對應。CFB鍋爐用石灰石的典型的粒度：最大粒徑為1mm，d50=90μm～200μm。國外多數(shù)CFB鍋爐基本上采用0～1mm粒徑范圍的石灰石，并盡可能減小細粉的份額。

床內最佳粒徑并不是一個固定值，它與床內的流化速度、料層壓差、循環(huán)倍率、分離器特性等工況參數(shù)密切相關。從國外資料看，幾家大型循環(huán)流化床鍋爐制造商提供的最佳顆粒直徑各不相同，法國通用電氣阿爾斯登工業(yè)公司（GASI）認為d50應是120～

150μm，美國福斯特惠勒（Foster Wheeler）公司認為300μm，美國ABB-CE公司認為500μm。柱磨機以其獨特的工作原理使其粉磨的產(chǎn)品在產(chǎn)能、細度、粒級分布等方面比其它粉磨設備更適合CFB鍋爐脫硫劑的生產(chǎn)。目前有17家CFB鍋爐的火電廠和熱電廠中采用柱磨機配套生產(chǎn)石灰石脫硫劑，并取得了良好的效果。

能源與環(huán)境是當今社會發(fā)展的兩大問題，在能源的利用中，礦物燃料的燃燒要排放出大量污染物。例如，我國每年排入大氣中的87%SO2、68%NOx和60%粉塵均來自于煤的直接燃燒，因此，發(fā)展高效、低污染的清潔煤燃燒技術、降低NOx和SO2的排放量是當前亟待解決的問題。

備案信息

備案號：57777-2017

備案公告： 2017年第4號(總第208號)

為了保證制粉機的使用壽命，用戶要經(jīng)常對該機進行保養(yǎng)。

1、制粉機器運轉點平穩(wěn)，當機器振動量突然增加時，應立即停車查明原因消除。

2、在正常情況下，軸承的漫長不應超過35度，最高溫度不應超過70度，如超過70度時，應立即停車，查明原因。

3、板錘磨損達到極限標志時應調頭使用或及時更換。

4、裝配或更換板錘后，必須保持轉子平衡，靜平衡不得超過0.25kg.m

5、當機架襯板磨損后，應及時更換，以免磨損機殼。

6、每次開機前需檢查所有螺栓的緊固狀態(tài)。

后上蓋啟閉 　當機架襯板，反擊襯板，板錘等易損件磨損后需要更換時，或機器發(fā)生故障需要消除時，采用棘輪裝置啟閉后上蓋，進行更換和檢修。

1、開啟

在開戶后上蓋之前，應先擰開鎖緊螺母和螺栓，然后在上蓋支臂下端放好墊塊。開啟時，需2人同時操作，扳動棘輪裝置，上蓋即徐徐 開啟。當開啟接近終點時下端墊塊應預先接觸支臂下端斜面，以保證安全牢靠。

2、關閉

在完成更換或檢修后，轉動在棘輪裝置上的小手柄在2人之間同時操作，能徐徐關閉后上蓋。在關閉后上蓋之前，關閉表面需要徹底清潔。

潤滑

1、經(jīng)常注意和及時做好摩擦面的潤滑工作。

2、本機所采用的潤滑油，應根據(jù)破碎機機器使用的地點，氣溫等條件來決定，一般可采用鈣—鈉基潤滑油。 　3、每工作八小時后往軸承內加注潤滑油一次，每三個月更換潤滑脂一次，換油時應用潔凈的汽油或煤油仔細清洗軸承，加入軸承座內的潤滑脂為容積的50%。

對脫硫塔的煙氣脫硫的大型脫硫裝置稱為脫硫塔，而用于燃煤工業(yè)鍋爐和窯爐煙氣脫硫的小型脫硫除塵裝置多稱為脫硫除塵器。在脫硫塔和脫硫除塵器中，應含SO₂的煙氣，對煙氣中的SO₂進行化學吸收。為了強化吸收過程，提高脫硫效率，降低設備的投資和運行費用，脫硫塔和脫硫除塵器應滿足以下的基本要求 ：

（1）氣液間有較大的接觸面積和一定的接觸時間；

（2）氣液間擾動強烈，吸收阻力小，對SO₂的吸收效率高；

（3）操作穩(wěn)定，要有合適的操作彈性；

（4）氣流通過時的壓降要?。?

（5）結構簡單，制造及維修方便，造價低廉，使用壽命長；

（6）不結垢，不堵塞，耐磨損，耐腐蝕；

（7）能耗低，不產(chǎn)生二次污染。

SO₂吸收凈化過程，處理的是低濃度SO₂煙氣，煙氣量相當可觀，要求瞬間內連續(xù)不斷地高效凈化煙氣。因而，SO₂參加的化學反應應為極快反應，它們的膜內轉化系數(shù)值較大，反應在膜內發(fā)生，因此選用氣相為連續(xù)相、湍流程度高、相界面較大的吸收塔作為脫硫塔和脫硫除塵器比較合適。通常，噴淋塔、填料塔、噴霧塔、板式塔、文丘里吸收塔等能滿足這些要求。其中，噴淋塔是使用最為廣泛的脫硫塔類型之一，噴淋塔具有結構簡單，工藝成熟可靠的優(yōu)點，廣泛應用于大型電廠，中小型低硫煙氣治理；對于高硫煙氣治理，有色行業(yè)以氣動乳化脫硫塔、多層噴淋塔等為主。

常見吸收塔的性能

國內外燃煤電廠常用的脫硫塔，主要有噴淋空塔、填料塔、雙回路塔及噴射鼓炮塔等四種。