循環流化床煙氣脫硫技術應用及進展

鄧林俐

（四川大學建筑與環境學院 四川成都 610065）

1 當今脫硫技術概況

煙氣脫硫是采用化學或物理措施把存在于煙氣中的SO2固定和去除[1]。作為控制SO2氣體排放最有效的技術，煙氣脫硫可分為濕法、干法及半干法[2]。濕法工藝存在著煙氣含濕量增加[3]的問題。半干法工藝以水溶液為脫硫劑生成的脫硫產物為干態。干法工藝的脫硫劑為干態，處理后的煙氣溫度較高，但其脫硫效率低下[4]，脫硫產物仍為干態。在這三類技術中，目前技術成熟的脫硫工藝有石灰石/石膏法、循環流化床煙氣脫硫工藝、噴霧干燥脫硫法與爐內噴鈣尾部增濕[5]幾種，占實施脫硫的83%以上。循環流化床煙氣脫硫工藝，因其脫硫效率高、運營投資較省、占地面積較少，在能達到高品位石灰供給和妥善處理脫硫灰的條件下，具有較好的發展前景[6]。

2 循環流化床煙氣脫硫機理模型

Neathery等運用雙膜理論，考慮Ca(OH)2漿滴在反應器里的蒸發時間和假設反應器內氣固兩相流動均為活塞得到了總脫硫效率方程。

式中，Φ0—增強因子；k1(ref)—標準狀態下的液相傳質系數；w—漿滴的重量百分比濃度；wref—標準狀態下的漿滴的重量百分比濃度；H—亨利常數；ρM—溶液密度；kw—氣膜傳質系數；Pw—水的蒸氣壓；Pv—水的飽和蒸氣壓。

Jiang等假設反應器內氣相主體為活塞流，固相主體為全混流，并且床內不存在氣泡的情況下，根據穩態下在氣相和固相中的物料平衡關系推導出了脫硫效率公式。

邊界條件：Z=0，CAg=CAg0；Z=H，CAg=CAg’

脫硫效率為：

式中，u—氣體通過反應器的流速；CAg—SO2在氣相中的濃度；Z—床高變量；ε—床層孔隙率；R—吸收劑顆粒直徑；rso2(R)—對應于顆粒直徑R的SO2反應速度；Pb(R)—床層顆粒分布函數；H—床高；Ka—反應速率常數；XB—床固體顆粒平均轉化率。

3 循環流化床煙氣脫硫技術應用現狀

3.1 回流式循環流化床煙氣脫硫（RCFB）

回流式循環流化床煙氣脫硫法在吸收塔中流場的設計和塔頂結構上作了較大革新。這一改進使吸收塔內煙氣和吸收劑顆粒向上運動過程中，部分顆粒從塔頂向下回流。這股很強的內部湍流與煙氣運動方向相反，增加了煙氣與吸收劑的接觸時間，這使得脫硫塔內同時存在了內、外循環，脫硫效率大大提高。

3.2 氣體懸浮吸收煙氣脫硫（GSA）

氣體懸浮吸收工藝與RCFB不同，該脫硫劑工藝噴的是霧化的石灰漿液。干粉吸收劑經一個簡單的雙流體噴嘴霧化后從吸收塔底部噴入煙氣中，并在吸收塔中保持懸浮湍動態，邊干燥邊反應，干燥后的吸收劑顆粒經除塵器除下后返回吸收塔循環利用。

結語

（1）深入研究循環流化床脫硫塔內氣、液、固運動規律，了解塔內氣體的流體模型，通過數學模型的改進，使該工藝更具有工程應用的價值。

（2）為使該工藝更具經濟性，應開發更為廉價而高效的脫硫劑及其制備系統，從環保角度出發，采用粉煤灰等工業廢棄物作為脫硫劑，以廢治廢，使該項工藝成為一綜合的廢物處理系統。