循環(huán)流化床法煙氣脫硫工作原理

循環(huán)流化床煙氣脫硫工藝與循環(huán)流化床鍋爐相似，它使床內(nèi)達(dá)到一種激烈的湍流狀態(tài)，從而加強了吸收劑對二氧化硫的吸收。。高溫?zé)煔庠谕牧鞔矁?nèi)與石灰漿很好地混合，二氧化硫被吸收后轉(zhuǎn)變成為鈣的亞硫酸鹽和少量硫酸鹽，反應(yīng)后的固體顆粒物從床中移走。強烈的湍流狀態(tài)及高的顆粒循環(huán)比提供了連續(xù)的顆粒接觸，顆粒之間的碰撞使得吸收劑表面的反應(yīng)產(chǎn)物不斷地磨損剝落．從而避免了孔堵塞造成的吸收劑活性下降。新的石灰表面連續(xù)暴露在氣體中。強化了床內(nèi)的傳質(zhì)和傳熱。它不但具有干法脫硫工藝的許多優(yōu)點，如流程簡單、占地少、投資少及副產(chǎn)物可利用等，而且能在較低的鈣硫比情況下接近或達(dá)到與濕法洗滌工藝相同的脫硫效率。

循環(huán)流化床煙氣脫硫工藝是由德國魯奇公司于20世紀(jì)80年代后期開發(fā)的一種新的半干法技術(shù)。循環(huán)流化床煙氣脫硫是一種采用石灰作為吸收劑、以循環(huán)流化床作為脫硫吸收反應(yīng)器的新型半干法脫硫工藝。該工藝以循環(huán)流化床的反應(yīng)原理為基礎(chǔ)，充分利用了循環(huán)流化床所獨有的特點，包括氣固兩相間優(yōu)越的傳熱與傳質(zhì)，吸收劑多次循環(huán)且接觸反應(yīng)時間長，大大地提高了吸收劑的利用率和脫硫效率。 循環(huán)流化床煙氣脫硫工藝與循環(huán)流化床鍋爐相似，它使床內(nèi)達(dá)到一種激烈的湍流狀態(tài)，從而加強了吸收劑對二氧化硫的吸收。

循環(huán)流化床煙氣脫硫工藝與其他脫硫工藝比較，具有的技術(shù)優(yōu)勢包括工藝簡單，無需煙氣冷卻和加熱；設(shè)備基本無腐蝕、無磨損、無結(jié)垢，無廢水排放，脫硫副產(chǎn)品為干態(tài)；占地少，節(jié)省空問，設(shè)備投資低；鈣的利用率高，運行費用不高；對煤種適應(yīng)性強，既適用于不同硫份的燃煤電廠，也適合于現(xiàn)有電廠增設(shè)脫硫裝置的改造等。近年來，該脫硫工藝在火電廠煙氣脫硫中得到了比較迅速的推廣，已應(yīng)用于300MW燃煤電站鍋爐煙氣脫硫中。但是，該脫硫工藝需要采用較高純度和活性的石灰作為脫硫劑，脫硫產(chǎn)物的綜合利用也受到一定的限制。

(1)循環(huán)流化床吸收反應(yīng)器為脫硫系統(tǒng)的主體設(shè)備，其結(jié)構(gòu)為典型的循環(huán)流化床反應(yīng)器(循環(huán)流化床的結(jié)構(gòu)和特點參見第七章的有關(guān)內(nèi)容)，底部裝有布風(fēng)裝置(布風(fēng)板或文丘里管)，在反應(yīng)器下部密相區(qū)布置有石灰漿(或石灰粉)噴嘴、加濕水噴嘴、返料口等，反應(yīng)器上部為過渡段和稀相區(qū)。

(2)循環(huán)流化床反應(yīng)器的出口為旋風(fēng)分離器，分離器下部為返料管和返料裝置，用來分離反應(yīng)器循環(huán)物料，并送回循環(huán)流化床反應(yīng)器。

(3)石灰制粉或石灰漿制漿系統(tǒng)。

(4)除塵器(靜電除塵器或布袋除塵器)。

(5)控制系統(tǒng)

主要控制參數(shù)有床料循環(huán)倍率、流化床床料濃度、煙氣在反應(yīng)器及旋風(fēng)分離器中駐留時間、脫硫效率、鈣硫比、反應(yīng)器內(nèi)操作溫度。 2100433B

在文丘里管出口擴管段設(shè)一套噴水裝置，創(chuàng)造了良好的脫硫反應(yīng)溫度。循環(huán)流化床煙氣脫硫技術(shù)的主要化學(xué)反應(yīng)原理如下：

在自然界垂直的氣固兩相流體系中，在循環(huán)流化床狀態(tài)(氣速4~6m/s)下可獲得相當(dāng)于單顆?；渌俣葦?shù)十至上百倍的氣固滑落速度。由于SO2與氫氧化鈣的顆粒在循環(huán)流化床中的反應(yīng)過程，是一個外擴散控制的化學(xué)反應(yīng)過程，通過氣固間大的滑落速度，強化了氣固間的傳質(zhì)、傳熱速率和氣固混合，從而滿足了二氧化硫與氫氧化鈣高效反應(yīng)的條件要求。

吸收塔的流化床中巨大表面積的、激烈湍動的顆粒，為注水的快速汽化和快速可控的降溫提供了根本保證，從而創(chuàng)造了良好的化學(xué)反應(yīng)溫度條件( 露點以上20~30°C)，使二氧化硫與氫氧化鈣的反應(yīng)轉(zhuǎn)化為瞬間完成離子型反應(yīng)。

通過顆粒的激烈湍動導(dǎo)致顆粒之間不斷的碰撞，使脫硫劑氫氧化鈣顆粒的表面得到不斷的更新，以及脫硫灰的不斷再循環(huán)使用，從而大大提高了氫氧化鈣的利用率。

在循環(huán)流化床內(nèi)，SO2與Ca（OH）2的反應(yīng)生成副產(chǎn)物CaSO3·1/2H2O，同時還與SO3、HF和HCl反應(yīng)生成相應(yīng)的副產(chǎn)物CaSO4·1/2H2O、CaF2、CaCl2等。主要化學(xué)反應(yīng)方程式如下：

Ca(OH)2 SO2=CaSO3·1/2 H2O 1/2 H2O

Ca(OH)2 SO3=CaSO4·1/2 H2O 1/2 H2O

CaSO3·1/2 H2O 1/2O2=CaSO4·1/2 H2O

Ca(OH)2 CO2=CaCO3 H2O

Ca(OH)2 2HCl=CaCl2·2H2O

2Ca(OH)2 2HCl=CaCl2·Ca(OH)2·2H2O

Ca(OH)2 2HF=CaF2 2H2O

本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了燒結(jié)煙氣脫硫脫硝用循環(huán)流化床吸收塔（以下簡稱吸收塔）的結(jié)構(gòu)、設(shè)計要求、規(guī)格制造、檢驗與驗收。

本標(biāo)準(zhǔn)適用于燒結(jié)煙氣脫硫脫硝用循環(huán)流化床吸收塔及其系統(tǒng)。 2100433B