流化牀燃燒脱硫

流化牀燃燒脱硫工藝的特點是反應在氣、固、液三相中進行，利用煙氣顯熱蒸發水分，最終產物為乾粉態，一般與布袋除塵器結合使用。該技術具有系統簡單、初投資和運行費用低、佔地面積小、脱硫產物為幹態、易於處理等優點，得到了一定的應用，主要的缺點是脱硫率低，吸收劑利用率低。 ^[2] 

流化牀鍋爐按流態的不同可分為鼓泡流化牀鍋爐和循環流化牀鍋爐兩類。鼓泡流化牀鍋爐流化速度一般取臨界流態化速度的2~4倍，循環比通常不高於4:1。循環流化牀的流化速度介於鼓泡流化牀和氣力輸送之間，物料循環比約為20:1，甚至更高。

根據鍋爐運行壓力不同，又可將流化牀鍋爐分為常壓流化牀鍋爐和增壓硫化牀鍋爐。我國從20世紀80年代開始研製循環流化牀（CFB）鍋爐，已有22家生產廠家，一般為常壓循環流化牀鍋爐，可燃用各種不同的燃料，包括煤矸石、煤泥等劣質燃料。 ^[3] 

循環流化牀鍋爐燃燒脱硫效率受到許多因素影響，如脱硫劑的種類粒徑、牀深氣流速度、牀温（燃燒温度）、Ca/S等，其中在選定脱硫劑的條件下主要的影響因素有牀温、Ca/S。

脱硫劑所含鈣與煤中硫之摩爾比稱為鈣硫比（Ca/S）。在影響脱硫效率的所有參數中，Ca/S影響最大。各種流化牀爐Ca/S（c）對脱硫率（R）的影響不同,但可用一經驗式近似表達：

其中m是其他主要性能參：牀深、流化速度、脱硫劑顆粒尺寸脱硫劑種類牀温和運行壓力等的函數，但對固定型號的常CFB鍋爐來講，m更多地受牀温和脱硫劑性能的影響。

國內有關石灰石脱硫特性的研究試驗結果，表明在給定的爐型和石灰石粒度運行牀温等條件下，隨鈣硫化的增加其脱硫效率不斷提高，且呈現負指數規律增長。

CFB鍋爐的燃燒温度一般控制在800℃~950℃之間。燃燒温度對脱硫效率的影響也比較大，對於CFB鍋爐來説存在一個最佳脱硫温度區，大約在800℃~900℃。出現這種現象的原因與脱硫劑的孔隙狀態有關。温度較低時.脱硫劑孔隙數量較少,孔徑小,反應幾乎全被限制在外表面。隨着温度增加,燃燒反應速度增大，相應的與SO₂反應的脱硫劑表面也增大，由此導致脱硫效率增大，但當牀温超過CaCO₃煅燒平衡温度約50℃以上,孔隙被生成的硫酸鈣堵塞加重，而當牀温高於1000℃時，硫酸鹽將開始分解，脱硫效率迅速降低。

脱硫劑的硫酸鹽化程度與其顆粒尺寸有關。小顆粒脱硫劑硫酸鹽化後,剩下的未反應核較小，因此，硫酸鹽化程度與顆粒直徑成反比。增大顆粒尺寸在一定程度上降低了脱硫效率。由於脱硫劑顆粒形狀、孔徑分佈不一，又存在牀內顆粒互磨、爆裂和揚析等，脱硫效率與顆粒尺寸的關係要複雜得多。從大多機構的試驗測試結果看，脱硫率隨顆粒尺寸的減小稍有改善，直到由於揚析的增加，脱硫劑停留時間縮短時，脱硫反應受損。當顆粒尺寸小於200μm時，所有脱硫劑均被揚析，由於單位表面積大大增加，其脱硫效率增加，但此時脱硫劑利用率大大降低。由此可見，在實用範圍內脱硫劑粒徑並非越小越好。CFB鍋爐多采用石灰石作脱硫劑。 ^[3]