易秉恒
（国能（泉州）热电有限公司，福建 泉州 362800）
引言随着洁净煤燃烧技的不断发展，循环流化床燃烧工艺的应用越来越广泛，同时，循环流化床工艺具有较好的燃料适应性，能适用于例如煤矸石、煤泥、中煤等低热值燃料，包括生活垃圾及生物质燃料。循环流化床采取分级配风和燃料流化燃烧的工艺方式，由于炉内床温相对较低，为干法固硫提供了良好的反应环境，而且灰渣利用有其独有特点，因此在我国得到了快速发展。但随着我国环保要求的不断严格，新的超低排放政策要求火电厂烟气中SO2排放浓度要求达到天然气燃气轮机排放标准，即SO2≤35 mg/Nm3。随着相关环保的污染物排放要求不断提高，需要对发电企业的排污工艺技术进行相应的升级改造。
1 CFB 锅炉石灰石-石膏湿法联合脱硫方案目前主要用到的烟气脱硫工艺主要有湿法、干法、半干法脱硫工艺。由于干法的脱硫效率低而使用较少；而对于半干法脱硫工艺来说，其脱硫效率相对较高，可以稳定在90%左右，以广州某热电站CFB 锅炉为例，其反应器入口烟气SO2质量浓度为2 463.76 mg/m3，出口SO2质量浓度为192.93 mg/m3，脱硫效率可达92.15%，但对于目前超低排放对于烟气中SO2质量浓度小于35 mg/m3的要求来说是远远不达标的[2]。因此，半干法要实现超低排放还有一定的限制条件，需要日后通过科技手段来不断改进以满足超低排放要求。
1.1 单塔双循环脱硫单塔双循环脱硫与单塔一体化脱硫工艺上有一定的区别，其工艺图如图1 所示。
单塔双循环脱硫工艺设有两级循环，两级循环都独立设置循环浆池和喷淋层，两级循环依据不同的功能需求设置相应参数。脱硫塔内利用托盘把脱硫区分隔为上、下循环两个脱硫区，下循区域的pH 值控制在4.5 左右，下循环脱硫区主要负责预吸收及氧化亚硫酸钙过程，确保优异的亚硫酸钙氧化效果及充足的石膏结晶时间，从而提高石膏的品质。上循环段的pH值要控制在6 左右（石灰石相对过量），实现SO2的高效吸收，上循环段主要实现脱硫洗涤过程。脱硫塔内形成两个独立的环脱硫系统，烟气的脱硫主要由上下两个循环区域共同完成[1]。
双塔双循环脱硫系统是在单塔脱硫系统的基础上改造而来，其特点是可以增加烟气的循环次数，明显提高脱硫效率。工艺图如图2 所示。
1.2 双塔双循环脱硫双塔双循环中，烟气经过一级循环的时候，可以大大提高烟气杂质，例如SO2、灰尘、HCl 等，如此，从一级循环出来的烟气进入二级循环后，会降低对二级循环的影响，增加循环效率，另一方面，由于一级循环塔内的pH 值较低，有利于石膏的氧化，颗粒能够快速的溶解，能够较大程度的提高石灰石颗粒度，有效降低磨制系统和氧化风机的电耗。二级塔内的pH 值相对高一些，从而对SO2的吸收有利，从而提高了脱硫效率，高硫煤可以达到98.5%左右。石灰石浆液先进入二级循环，接着进入一级循环，采取这种循环方式可以延长石灰石的停留时间。且两个循环互不干扰，相互独立，减少了两个循环之间的影响，提高反应优化效果，提高煤种变化和负荷变化的适应性。
双塔双循环采用串联运行的思路，既能不改变脱硫剂（石灰石），还能大大提高脱硫效率，引入新设备，提高与旧设备的联系，大大增加脱硫系统的可靠性。但双塔双循环工艺并不适合于所有新建或者改造机组，对于循环流化床锅炉来说，其炉内本身就具有良好的脱硫环境与较高的脱硫效率，而且脱硫成本低，通过炉外烟气单塔脱硫足以满足超低排放要求，改造为双塔双循环反而会大大增加初投资和运行成本。双塔双循环工艺也存在一系列缺点，不仅投资高，占地面积大，而且增加一台脱硫塔，意味着增加了原烟气进入脱硫塔的阻力，从而提高了增压风机的能耗，相应的也会增加一系列用电设备，大大提高了厂用电率，当烟气通过一级循环进入二级循环时，会导致两级脱硫塔连接处产生大量积水，酸性液体会导致管路腐蚀，不利于设备的长期运行[2-3]。
1.3 CFB 锅炉炉内、炉外两级联合脱硫脱除份额配比由于两级联合脱硫系统数量的增加，炉内与炉外作为两个系统，脱除份额的分配优化受到更高的关注。在CFB 锅炉后串接FGD 虽然可以进一步降低SO2排放浓度来满足超低排放要求，但会导致脱硫初投资和运行成本增加，文中给出一些选择两级脱除份额配比的一些原则。见图3。
1）在实际生产过程中，根据设备包括一些调节阀及控制系统等的因素，对于炉内脱硫控制和炉后烟气脱硫控制来说，选择容易调节的优先调节，不容易调节的要稳定调节，最终实现超低排放。
2）CFB 锅炉炉内脱硫并不是钙硫比越高越好，钙硫比的选择，应当根据煤种及不同容量锅炉的燃烧和负荷情况，以炉内产生SO3的量最少为原则，一方面提高石灰石利用率，另一方面也可以避免SO3与NH3发生反应生成硫酸铵造成堵塞。
3）对于煤种含硫量相对固定，给料系统、浆液循环系统、调节阀以及一些测量元件等控制与检测相对准确的情况下，可以根据系统的实际运行情况，结合考虑初投资与运行成本，选择合适的两级脱硫中间点SO2设定值，从而满足超低排放的要求实现系统长期经济运行，降低企业生产成本，提高企业效益。
2 结论1）我们应该利用好CFB 锅炉本身带有的脱硫优势，并在发挥此优势的基础上加大科技创新，实现超低排放。
2）根据目前CFB 锅炉炉内脱硫的情况，要实现超低排放，增加炉外烟气脱硫是必然的选择，但对于烟气脱硫方法的选择来说并不是一概而论的，以双塔双循环脱硫方式来说并不是对所有炉型和燃料最合理的选择。
3）对于炉外烟气脱硫方式的选择来说，我们要以科学计算、合理分析为基础，根据实际情况，以参数保证工艺，其最终原则是在满足超低排放的前提下实现投入最少，经济最优。
