文档介绍：第 37 卷增刊锅炉技术 Vol. 37 , Supplement
2006 年 4 月 BOIL ER TECHNOLO GY Apr. , 2006
文章编号: CN31 1508 (2006) 增 0024 05
循环流化床的石灰石脱硫实验研究
王卫良, 吕俊复, 张建胜, 刘青, 岳光溪
(清华大学热能工程系, 北京 100084)
关键词: 循环流化床; 鼓泡床; 气氛; 石灰石; 脱硫
摘要: 在高为 5 000 mm、内径 150 mm 的循环流化床实验台上进行石灰石脱硫研究,测得了 O2 、CO 和 SO2
沿炉膛高度的分布,分析了 SO2 分布特点,验证了循环流化床和鼓泡流化床燃烧和脱硫气氛的差异。发现无论
石灰石的粒度分布如何,循环床条件下脱硫效率明显高于鼓泡床。尤其是当石灰石粒度分布趋于较细时,这一
差异更为明显。
中图分类号: TK229. 6 + 6 文献标识码: A
所处的气氛循环一次的时间、气氛交替中还原性气
1 前言
氛占的时间比例、还原性气体的具体组分有关。
石灰石脱硫的总反应为: 在不同的气氛下,最稳定的物质形态是不同
CaCO3 + SO2 + 1/ 2O2 →CaSO4 + CO2 的。因此,循环流化床锅炉的石灰石脱硫反应与
由于反应产生的 CaSO4 的分子较大(摩尔体鼓泡流化床下的很不相同,这种状态会对石灰石
积为 52. 2 cm3 / mol ) , 颗粒外表面生成一层脱硫有较大的影响[10 ] 。
CaSO4 大分子,阻塞了扩散通道,外颗粒内部的
2 实验台简介及原料制备
CaO 无法参加脱硫反应,从而影响了石灰石的利
用率。已经发现许多杂质会对石灰石的转化率 2. 1 实验台结构
产生影响[1 ] ,杂质的存在会使 CaO 颗粒在硫化过实验台简图见图 1 所示。
程中孔隙被堵塞的时间推迟,因而可以提高 CaO
颗粒的利用率[ 2 ] 。电子探针测量发现石灰石的
转化仅限于表面以内的几十微米,导致石灰石的
实际转化率通常在 60 %以下[3 ] 。
由于循环流化床密相区乳化相中的焦炭颗粒
表面和气泡相中氧气之间的传质阻力较大,因而焦
炭燃烧时产生较多的 CO[4 ] ;挥发分在密相区析出
时产生的未完全燃烧的还原性气体如 H2 、CO
等[5 ] ,使密相区在 80 %左右的时间内是还原性气
氛[6 ] 。实际循环流化床锅炉的测试表明,循环流化
床底部的密相区是处于氧化、还原气氛的不断更迭
的状态之中[6~9 ] 。当石灰石处于这种情况下时,脱
硫反应十分复杂。当粒子交替性地处于氧化气氛
和还原气氛时,石灰石的转化率可能比单纯处于氧
化气氛时高, 也可能比单纯处于氧化气氛时
低[2 ,9 ] 。具体的结果与石灰石的种类、脱硫剂颗粒
图 1 实验台结构简图
收稿日期:2005 07 05
基金项目:国家“十五”攻关项目(200113A401A03)
作者简介:王卫良(1982 ) ,男,江苏东海人,硕士研究生,主要从事循环流化床燃烧技术的研究。
增刊王卫良,等:循环流化床的石灰石脱硫实验研究 52
燃烧室由耐热不锈钢制作,总高 5 000 mm , 天然黄铁矿的主要成分见