循環(huán)流化床鍋爐石灰石脫硫系統(tǒng)設(shè)計
摘 要：本文簡要闡述煤燃燒污染物SO2的危害，煤在循環(huán)流化床鍋爐中燃燒產(chǎn)生SO2的過程以及循環(huán)流化床脫硫機理。最后，重點介紹循環(huán)流化床鍋爐幾種石灰石脫硫方式及其優(yōu)缺點。
關(guān)鍵詞：循環(huán)流化床；石灰石；脫硫；系統(tǒng)設(shè)計
一、空氣中SO2的危害
我國是世界上一次能源消費以煤為主的國家之一，2000年我國一次能源消耗中煤的比例為63%，同時期世界平均水平是25%。以煤為主的能源消耗結(jié)構(gòu)導(dǎo)致大量SO2排放，2000年我國SO2排放為1995萬噸，居世界第一位。
SO2對人類的健康造成直接危害，大氣中的SO2隨降雨形成酸雨，在危害人類健康的同時，并造成建筑物和材料的腐蝕、湖水的酸化、土壤的酸化和貧瘠化，使農(nóng)作物及森林生長減慢，魚類生長受到抑制等。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國SO2排放量增加，生態(tài)環(huán)境面臨著巨大的壓力，人類的生命健康和生存環(huán)境受到了嚴(yán)重的危害，每年因酸雨造成的直接經(jīng)濟(jì)損失已達(dá)200億元左右。
二、煤燃燒過程中SO2生成和流化床脫硫機理
1．硫在煤中的組成形式
煤炭中的硫可分為有機硫和黃鐵礦硫。有機硫與碳緊密結(jié)合，是含碳有機分子的一部分，它在煤中均勻分布。無機硫的主要成分是黃鐵礦（FeS2）,它的顆粒比較小，在煤中呈獨立相彌散分布。一般地說，低硫煤中主要是有機硫，而高硫煤中主要是黃鐵礦硫。
2． SO2的生成
煤被加熱到500℃左右時，有機硫從含硫有機分子中分解出來，在氧化性氣氛中生成SO2，在還原性氣氛中生成H2S，H2S在遇氧化性氣氛后（與二次風(fēng)混合）也氧化成SO2。
黃鐵礦硫在氧化性氣氛中直接氧化成SO2：
4FeS2+11O2=2Fe2O3+8SO2
在還原性氣氛中，溫度在500℃左右時，黃鐵礦還原成FeS、S和H2S，生成的S和H2S遇O2，氧化成SO2，F(xiàn)eS則要在1400℃以上才能進(jìn)一步分解。
在燃燒過程中，一部分生成的SO2在火焰高溫區(qū)與離解的氧原子結(jié)合生成SO3，在管壁溫度為450～650℃的受熱面上，其管壁的氧化膜和積灰中的金屬氧化物（Fe2O3、MnO2、V2O5、Al2O3等）的催化作用下，SO2也會氧化生成SO3。但總的說來，SO2氧化生成SO3的比例并不高，僅為0.5～2%。
3． 流化床燃燒中的脫硫方式和脫硫反應(yīng)
循環(huán)流化床鍋爐脫硫工藝是近年來迅速發(fā)展起來的一種新型脫硫技術(shù)，其原理是燃料和作為吸收劑的石灰石粉送入燃燒室下部，一次風(fēng)從布風(fēng)板下送入，二次風(fēng)從燃燒室中部送入，氣流使燃料顆粒、石灰石粉和循環(huán)灰一起在循環(huán)流化床內(nèi)強烈擾動并充滿燃燒室，石灰石粉在燃燒室內(nèi)裂解成氧化鈣（CaO）和二氧化碳（CO2），然后CaO和SO2及H2S反應(yīng)生成CaSO4，以達(dá)到脫硫的目的；瘜W(xué)方程式如下：
CaCO3=CaO+CO2
2CaO+2SO2+O2= CaSO4
CaO+H2S=CaSO4+H2O
CaCO3+H2S=CaS+H2O+CO2
CaS+2O2= CaSO4
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