烟气循环流化床同时脱硫脱硝技术研究

王飞 李兴强

（青岛华拓电力设计有限公司 山东青岛 266031）

近年来，烟气循环流化床脱硫技术发展迅速，由于同湿法脱硫工艺相比，此项技术无论在投资方面还是在运行费用方面，均具有较大的优势，故在世界范围内得以广泛应用。随着大型烟气循环流化床脱硫装置的生产和引进，流化床的脱硫工作取得了较好的进展，但此项工艺尚不具备同时脱硝的能力，这使得此技术的应用前景收到了较大的局限，因此，本文则着重对烟气循环流化床的同时脱硫脱硝技术展开研究，以期为拓宽此项技术的应用领域提供有价值的参考意见。

1 实验研究

1.1 同时脱硫脱硝实验

将流化床反应器设定在一个内经3000mm、高5000mm的垂直圆筒当中，在主体上设置温度测点，在实验过程中，应用SO2、NO以及H2O和空气的混合气体对实际的烟气进行模拟，在对其进行加热后，送入流化床反应器，将引风机作为动力来源，整个系统在负压下运行利用螺旋式给料机将高活性吸收剂添加至反应器中，通过对加料斗中的加料口的开度进行调节，从而调整吸收剂的供给量。旋风除尘器收集经由反应器反应后而派出的固体物料，而后，固体物料经由回料腿返回至烟气流化床参与循环。需要说明的是，在实验时，由高压水泵产生的零划水滴主要从流化床的底部进入，从而对烟气的湿度进行调节，而反应系统中进出的SO2与NO的浓度，则主要由烟气分析仪进行测定[1]。

1.2 制备氧化剂高活性吸收剂

氧化性、高活性吸收剂的制备方法如下：将重量比为3∶1的粉煤灰和工业石灰计入水混合消化，温度控制在90℃左右，在经过6h的消化后烘干，向其中加入少量具有较强氧化性的锰盐粉末,即M添加剂，在搅拌后，令其均匀分散在吸收剂的表面，并形成氧化点，最终，制得同时脱硫脱硝的氧化性、高活性吸收剂。

1.3 脱除效率确定与产物分析

通过对反应系统中烟气进出口的NO和SO2浓度进行测定，进而确定脱除效率。借助电子显微镜对粉煤灰以及高氧化性、高活性吸收剂与反应后的高氧化性、高活性吸收剂之间的却别进行观察和分析，利用X射线能谱仪对表面成分分析，并以化学方法对脱硫、硝的相关产物进行分析，借助锌粉还原法对产物中硝酸盐的含量进行测定[2]。

1.4 反应器固体颗粒物浓度

反应器固体颗粒物的浓度的单位为kg·m-3，主要用来表示流化床脱硫、脱硝的具体效果，其计算公式为：反应器中颗粒物的质量与反应器的体积之比。

2 实验结果分析

2.1M添加剂含量对流化床脱硫脱硝的影响

实验结果表明，锰盐粉末,即M添加剂的添加多少以及是否添加并不能够对流化床脱硫的效果产生过多影响，但却能够显著影响NO的脱除效果，具体影响表现为：当M添加剂的含量较低时，烟气循环流化床的脱硝效率升高，而M添加剂含量达到1.6%时，流化床脱硝效率达到转折点，而后，随着M添加剂量的逐渐增加，脱硝效率的增长也趋于平缓，导致此结果的原因为，以锰盐为主要成分的M添加剂在制备过程中，高度分散到活性吸收剂表面，从而增加了“氧化点”的数量，而当添加剂含量较低时候，整个脱硝过程实际上是由NO向NO2转化的过程，由于“氧化点”随着含量的升高而增多[3]。因此，NO的转化率也出现大幅提升，由此表现出良好的脱硝效果；而当添加剂含量继续升高至1.6%时，附着于吸收剂表面的“氧化点”接近饱和，故此时，继续增加添加剂含量，流化床的脱硝效率虽有增长，但却不如先前明显。

2.2 烟气停留时间对流化床脱硫脱硝的影响

在烟气的停留时间方面，随着其停留时间的延长，流化床同时脱硫、脱硝的效率也呈现出逐渐增加的变化趋势，与脱硫效果相比，其脱硝效率随烟气停留时间的变化更为明显，导致此结果的原因在于，烟气在反应器中的长时间停留，使得其与高活性吸收剂之间的接触更加充分，由此提高了流化床脱硫脱硝的效率，而对于NO而言，因其自身是难溶于水的，且无法被吸收剂吸收，只有将其转化为同类的高价化合物，即NO2方能够达到脱硝的目的。当烟气的停留时间较长时，较多的NO发生氧化作用而转化为NO2，从而被吸收剂吸收，以达到良好的脱硝效果。但值得注意的是，若烟气的停留时间过长，则需要增加反应器的容量，从而影响技术的经济性，故将烟气的最佳停留时间确定为2.4s。

3 结语

本文以烟气循环流化床同时脱硫脱硝技术作为主要研究对象，以实验的方式对对流化床同时脱硫脱硝实验做出详细探究，研究结果表明，M添加剂含量对烟气循环流化床的脱硫效率并无影响，而对其脱硝效率却具有显著影响，且随着添加剂含量的降低，脱硝效率上升幅度和速度较大，当添加剂含量为1.6%时，脱硝效率达到最高；而烟气停留时间越长，则流化床脱硫脱硝的效果越好。可见，未来加强对烟气循环流化床同时脱硫脱硝技术的研究和应用力度，对于提高脱硫、脱硝效率和工业生产效率具有重要的现实意义。

[1]葛能强.烟气循环流化床一体化脱硫、脱硝技术[J].江苏电机工程，2006，03（12）：64-66.

[2]韩颖慧.基于多元复合活性吸收剂的烟气CFB同时脱硫脱硝研究[D].北京：华北电力大学，2012.

[3]殷旭.液相添加剂半干法同时脱硫脱硝实验研究[D].北京：华北电力大学，2012.