当前课程知识点：大气污染控制工程 > 第八章 硫氧化物控制技术 > 8-3 流化床燃烧脱硫 > Video
同学们好，这一节我们介绍一种典型的燃烧中脱硫技术
流化床燃烧脱硫
煤的流化床燃烧是继层燃燃烧和悬浮燃烧之后
发展起来的煤炭燃烧方式
流化床锅炉中的气流速度，大于临界速度
而小于输送速度，煤粒保持流化状态
在气流中进行强烈的湍动和混合
强化了气固两相的热量和质量交换
煤粒在炉内上下翻滚，延长了停留时间
炉内的料层主要由炙热的灰渣粒子组成
新煤的比例很低，利于新煤的预热
燃烧过程中，处于沸腾状的煤粒和灰渣粒子相互碰撞
使煤粒表面不断更新，从而促进了它的燃尽过程
因此，流化床锅炉对煤种有广泛的适用性
可燃用其它锅炉无法燃用的劣质燃料
流化床锅炉主要分为两类
鼓泡流化床锅炉和循环流化床锅炉
到目前为止，二者之间尚无明确而权威的区分方法
一般而言
鼓泡流化床锅炉的流化速度通常为临界速度的2～4倍
物料循环比通常不高于4：1
循环流化床锅炉的流化速度
介于鼓泡床的速度和气力输送之间
物料循环比约为20：1
这里给出了一个循环流化床锅炉的结构示意图
燃煤和空气进入一个流态化燃烧室，发生掺混和着火燃烧
在炉膛内形成燃烧物料的密相区和稀相区
在密相区上部配有二次进风管，使燃烧更充分
在炉膛出口后设有气固分离器
把烟气中夹带的固体物料分离下来
通过返料装置重新送入燃烧室循环燃烧
在流化床锅炉中，脱硫剂可与煤粒混合一起加入锅炉
也可单独加入锅炉
流化床这种燃烧方式为炉内脱硫提供了理想的脱硫环境
一方面，床内流化使脱硫剂和二氧化硫能够充分混合接触
另一方面
流化床燃烧器的床层温度一般控制在850～950℃之间
正是脱硫剂适宜的煅烧分解温度
此外，脱硫剂在炉内的停留时间长
有利于二氧化硫的充分反应
广泛采用的脱硫剂主要有石灰石
和白云石
他们储量丰富，而且易于开采
当石灰石或白云石进入锅炉的灼热环境时
其有效成分碳酸钙遇热发生煅烧分解
煅烧时二氧化碳的析出会产生并扩大石灰石中的孔隙
从而形成多孔状、富孔隙的氧化钙
氧化钙与二氧化硫作用，生成硫酸钙，达到脱硫的目的
需要注意的是，由于硫酸钙摩尔体积比碳酸钙大
生成的硫酸钙会覆盖在孔隙表面，阻碍内部的氧化钙反应
因此，煅烧分解生成的氧化钙不可能完全转化为硫酸钙
循环流化床脱硫钙的利用率是比较低的
影响流化床燃烧脱硫效率的因素主要有4个方面
第一个因素是钙硫比
钙硫比是脱硫剂所含钙和煤中硫的摩尔比，记为R
是表征脱硫剂用量的一个指标
在所有影响二氧化硫脱除性能的参数中
钙硫比的影响最大
钙硫比和脱硫效率的关系可以近似用这个公式表示
这里的m是综合影响参数
不同类型的流化床锅炉有不同的m值
因此，在不同炉型和燃烧工况下
要达到相同的脱硫率，所需的Ca/S是不同的
一般要达到90%的脱硫率
常压鼓泡流化床、常压循环流化床和增压流化床的钙硫比
分别为3.0～3.5、1.8～2.5和1.5～2.0
第二个影响因素是煅烧温度
不同煤种、不同钙硫比条件下
脱硫效率与床层温度的变化关系基本一致
也就是最佳脱硫效率的温度区间为800～850℃
如果温度过低，脱硫剂孔隙量少、孔径小
反应被限制在颗粒外表面，降低了脱硫效率
如果温度过高，碳酸钙会被严重烧结
其结果是煅烧获得的大量孔隙消失，脱硫效率也会降低
第三个影响因素是脱硫剂的颗粒尺寸和孔隙结构
由于脱硫剂颗粒形状、孔径分布不一
又存在床内的颗粒磨损、爆裂和扬析等影响
使得脱硫效率与颗粒尺寸的关系十分复杂
在一定范围内减小颗粒尺寸，脱硫率变化不明显
但颗粒尺寸小于发生扬析的临界直径时
脱硫剂被气流带出，导致脱硫率有所下降
进一步减小尺寸，尽管脱硫剂由于扬析导致停留时间减少
但由于脱硫剂的比表面积增大，脱硫率仍是增加的
此外，脱硫剂颗粒的孔隙结构应有适当的孔径大小
既要保证有一定的孔隙容积
又要保证孔道随反应进行不易堵塞
第四个影响因素是脱硫剂的种类
石灰石和白云石性质上有很大差异
与石灰石相比，白云石的孔径分布和低温煅烧性能好
但易发生爆裂和扬析
且用量比石灰石大将近两倍
一般情况下，我们倾向于采用石灰石作脱硫剂
但增压鼓泡流化床锅炉采用白云石的效果更好
当然，脱硫剂的来源难易也是直接影响到脱硫剂的选择的因素
有关流化床燃烧脱硫的内容就介绍到这里，同学们再见
-1-1 大气污染的定义和分类
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-第一章 绪论--1-1 大气污染的定义和分类
-1-2 大气污染物和排放源
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-第一章 绪论--1-2 大气污染物和排放源
-1-3 大气污染的影响
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-第一章 绪论--1-3 大气污染的影响
-1-4 大气污染防治法规及标准体系
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-第一章 绪论--1-4 大气污染防治法规及标准体系
-第一章 绪论--第一章 作业习题
-2-1 燃料的性质与分类
-第二章 燃烧与大气污染--2-1 燃料的性质与分类
-2-2 燃烧过程和计算
--燃烧过程和计算
-第二章 燃烧与大气污染--2-2 燃烧过程和计算
-2-3 硫氧化物的生成
--硫氧化物的生成
-第二章 燃烧与大气污染--2-3 硫氧化物的生成
-2-4 氮氧化物的生成
--氮氧化物的生成
-第二章 燃烧与大气污染--2-4 氮氧化物的生成
-2-5 颗粒物的生成
-2-5 颗粒物的生成--作业
-2-6 其他污染物的生成
--其他污染物的生成
-第二章 燃烧与大气污染--2-6 其他污染物的生成
-第二章 燃烧与大气污染--第二章 作业习题
-3-1 概述
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-第三章 大气污染气象学--3-1 概述
-3-2 大气的垂直结构
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-第三章 大气污染气象学--3-2 大气的垂直结构
-3-3 大气的热力过程
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-第三章 大气污染气象学--3-3 大气的热力过程
-3-4 大气稳定度与逆温
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-3-4 大气稳定度与逆温--作业
-3-5 大气的运动和风
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-第三章 大气污染气象学--3-5 大气的运动和风
-第三章 大气污染气象学--第三章 作业习题
-4-1 概述
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-第四章 大气污染浓度估算模式--4-1 概述
-4-2 点源扩散的高斯模式
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-第四章 大气污染浓度估算模式--4-2 点源扩散的高斯模式
-4-3 特殊气象和地形条件下的高斯扩散模式（选修）
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-第四章--4-3 特殊气象和地形条件下的高斯扩散模式（选修）
-4-4 点源扩散浓度的估算
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-第四章 大气污染浓度估算模式--4-4 点源扩散浓度的估算
-4-5 线源和面源扩散模式（选修）
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-第四章--4-5 线源和面源扩散模式（选修）
-4-6 空气质量模型的研究进展
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-4-7 区域空气质量模型的应用案例（选修）
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-第四章--4-7 区域空气质量模型的应用案例（选修）
-第四章 大气污染浓度估算模式--第四章 作业习题
-5-1 粒径与粒径分布
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-第五章 颗粒污染物控制技术基础--5-1 粒径与粒径分布
-5-2 颗粒物的形貌特征
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-第五章 颗粒污染物控制技术基础--5-2 颗粒物的形貌特征
-5-3 化学组成和光学性质
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-5-3 化学组成和光学性质--作业
-5-4 粉尘的物理性质
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-第五章 颗粒污染物控制技术基础--5-4 粉尘的物理性质
-5-5 净化装置的性能
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-第五章 颗粒污染物控制技术基础--5-5 净化装置的性能
-5-6 流体阻力和颗粒的沉降
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-第五章--5-6 流体阻力和颗粒的沉降
-5-7 惯性碰撞、机械拦截和扩散（选修）
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-5-7 惯性碰撞、机械拦截和扩散（选修）--作业
-第五章 颗粒污染物控制技术基础--第5章 作业习题
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-第六章 除尘装置--6-1 重力沉降室
-6-2 旋风除尘器
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-6-2 旋风除尘器--作业
-6-3 电晕放电和粒子荷电（选修）
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-6-3 电晕放电和粒子荷电（选修）--作业
-6-4 荷电颗粒的运动和捕集
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-第六章 除尘装置--6-4 荷电颗粒的运动和捕集
-6-5 电除尘器的结构和设计
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-第六章 除尘装置--6-5 电除尘器的结构和设计
-6-6 袋式除尘器的工作原理
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-6-6 袋式除尘器的工作原理--作业
-6-7 袋式除尘器的压力损失和清灰（选修）
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-第六章--6-7 袋式除尘器的压力损失和清灰（选修）
-6-8 袋式除尘器的设计和应用
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-6-8 袋式除尘器的设计和应用--作业
-6-9 湿式除尘器的工作原理
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-第六章 除尘装置--6-9 湿式除尘器的工作原理
-6-10 文丘里洗涤器（选修）
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-第六章 除尘装置--6-10 文丘里洗涤器（选修）
-6-11 除尘器的选择与发展
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-6-11 除尘器的选择与发展--作业
-第六章 除尘装置--第六章 作业习题
-期中测试--期中测试
-7-1 物理吸收传质计算
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-第七章 --7-1 物理吸收传质计算
-7-2 化学吸收传质计算
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-7-2 化学吸收传质计算--作业
-7-3 吸收设备和工艺
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-7-3 吸收设备和工艺--作业
-7-4 气体吸附原理与速率
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-7-4 气体吸附原理与速率--作业
-7-5 吸附设备与工艺
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-7-5 吸附设备与工艺--作业
-7-6 吸附器的设计计算
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-第七章 --7-6 吸附器的设计计算
-7-7 催化原理
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-7-7 催化原理--作业
-7-8 气固催化反应动力学
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-7-8 气固催化反应动力学--作业
-7-9 气固相催化反应器的设计
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-7-9 气固相催化反应器的设计--作业
-第七章 气态污染物控制技术基础（选修）--第七章 作业习题
-8-1 概述
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-8-1 概述--作业
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-第八章 硫氧化物控制技术--8-2 燃烧前燃料脱硫
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-8-3 流化床燃烧脱硫--作业
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-8-4 高浓度二氧化硫回收--作业
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-第八章 --8-5 石灰石/石灰湿法烟气脱硫技术
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-8-10 循环流化床干法烟气脱硫--作业
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-8-11 烟气脱硫技术的综合比较--作业
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--参考链接
-第八章 硫氧化物控制技术--第八章 作业习题
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-第九章 固定源氮氧化物控制技术--9-2 低氮氧化物燃烧技术
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-第九章 固定源氮氧化物控制技术--9-3 选择性催化还原技术
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-9-7 固定源氮氧化物控制技术评价--作业
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-第九章 固定源氮氧化物控制技术--第九章作业习题
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-第十章 挥发性有机物控制技术--10-2 蒸气压及蒸发
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-第十一章--11-2 内燃机工作原理和污染物生成机制
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-第十一章 机动车污染控制--11-3 机动车排放控制技术
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-11-5 交通规划与交通管理（选修）--作业
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-12-1 全球气候变化与温室效应--作业
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-12-2 气候变化的应对措施--作业
-12-3 臭氧层破坏问题
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-12-4 臭氧层破坏的应对措施
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-第十二章 全球性大气环境问题--第十二章作业习题
-Lecture 01
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-Lecture 02
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-Conversation
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-附加：--Exercise
