0．前言

    循環流化床(CFB)鍋爐技術目前是公認的清潔燃料燃燒技術 ，它具有以下幾個特點 ：(1)燃燒效率高 ；(2)低NOx排放量 ；(3)低SO2排放 ；(4)能燃燒劣質燃料 ；(5)燃料適應性廣 。其中使用石灰石脫硫使得SO2排放低 。福建省東南電化股份有限公司熱電廠現使用兩台四川鍋爐廠生產的CG一35／5．3一MXD循環流化床鍋爐 。自1998年7月投運正常以來 ，由於燃燒時爐內沒有加鈣脫硫致使鍋爐煙氣SO2排放超標 。本文通過CFB鍋爐的爐內加鈣(石灰石)脫硫原理及本公司產有大量電石渣組成成分的分析 ，提出一些看法 ，以期對公司熱電廠兩台CFB鍋

爐摻燒電石渣達到脫硫目的 、實現SO2達標排放的可行性進行論證．

    1．煤燃燒過程中SO2的生成

    1．1  SO ：的危害性

    SO2是有毒氣體 ，它刺激人與動物的粘膜 ，引起各種呼吸道疾病．SO2在大氣中一定水分的條件下 ，依靠粉塵中金屬氧化物的觸媒作用氧化成SO3並轉化成為硫酸煙霧 ，形成酸雨 ，使土地酸度增加 ，樹木和其它植物毀壞 ，建築物受到侵蝕 。

1．2  煤炭中硫的組成

    煤炭中的硫主要分為有機硫和黃鐵礦硫 。有機硫與碳緊密結合 ，是含碳有機分子的一部分 ；它在煤礦中均勻分布 。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 。

    1．3  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 ，它在氧化性氣氛中生成SO2 。

黃鐵礦硫在氧化性氣氛中直接氧化成SO2 ：

4FeS2+1lO2+2Fe2O3+8S02   

在還原性氣氛中 ，溫度在500℃左右時 ，黃鐵硫硫分解成FeS 、S和H2S ，生成的S和H2S將氧化成SO2 ，FeS則要在1400℃以上才能進一步分解 。

    在燃燒過程中 ，一部分生成的SO2在火焰高溫區與離解的氧原子結合生成SO3 ，在管壁溫度為450~650℃的受熱麵上 ，其管壁的氧化膜和積灰中的金屬氧化物(Fe203 、MgO 、V2O5 、AI2O3等)的催化作用下 ，SO2也會氧化生成SO3 。但總的說來 ，SO2轉化為SO3的份額並不高 ，僅0．5％~2％．

    2．CFB鍋爐爐內加鈣(石灰石)脫硫原理

    CFB鍋爐的爐內加鈣(石灰石)脫硫是一種經濟的脫硫方式 ，與常規鍋爐的尾部煙氣脫硫 (FGD)相比 ，它具有設備投資省、占地麵積小 、能耗低 、操作簡單、無水汙染等優點 ；與煤粉燃燒的爐內噴鈣脫硫相比 ，其脫硫效率要高得多 ，一般情況下 ，在Ca／S比1．8~2．5時 ，可達90％以上 。石灰石脫硫的化學反應方程式 ：

    CaC03→CaO+CO2

    CaO+SO2+1/2O2→CaSO4

    從氣體平衡的角度看 ，理論上講 ，加入lmolCaCO3後 ，將減少lmolSO4 ，多消耗0．5molO2 ，多生成lmolCO2 。但是 ，從爐內的實際工況考慮 ，以上兩個化學反應是不能全部正向完成的 。為將其量化，存在Ca／S(摩爾)比和脫硫效率兩個衡量參數 ，即在一定Ca／S比下脫硫效率為ηSO2 。在考慮脫硫的情況下，每向爐內加入lkg燃料 ，需加入CaCO3的重量為 ：

    GAO＝(100／32)·(Ca／S)·(Sar／100) ，kg ；

    注意：這裏指的是CaCO3重量

    式中 ：Sar為燃料中含硫百分數 ；

    說明 ：以上進行的石灰石投入量計算中未考慮石灰石中MgO 、Fe 2 0 3 等金屬氧化物參與脫硫的影響 ，一般它們對爐內脫硫反應的影響不大 ，所以將它們作為計算裕量 。

    3．電石渣組成成份和CFB鍋爐燃料中加人電石渣脫硫分析  ：

    3．1  電石渣組成成份分析

    福建省東南電化股份有限公司采用電石法生產PVC樹脂 ，每年將生產出10萬噸電石渣 。電石渣的主要成份是Ca(OH) 2 ，由於暴露在空氣中與空氣中CO 2反應生成CaCO 3，即電石渣主要由Ca(OH) 2和CaCO 3組成 ，經質檢中心分析測定 ：電石渣內CaO的含量占60％ 。

3．1        CFB鍋爐燃料中加入電石渣脫硫計算

CFB鍋爐燃料中加入電石渣脫硫的化學反應方程式 ：

    CaO+SO 2 +1／2O 2→CaSO4

    這個化學反應是不能全部正向完成的 ，為將其量化，存在Ca／S(摩爾比)和脫硫效率兩個衡量參數 ，即在一定Ca／S比下脫硫效率為ηSO 2 ，在考慮脫硫的情況下 ，每向爐內加入lkg燃料 ，需加入電石渣的重量為 ：

    GAl＝(56／32)·(Ca／S) 。(Sar／100)·(100／60) ，kg；

    注意 ；這裏指的是電石渣重量

    說明 ；以上進行的電石渣投入量計算中未考慮電石渣中MgO 、Fe 2 O 3 ，等金屬氧化物參與脫硫的影響 ，一般它們對爐內脫硫反應的影響不大 ，所以將它們作為計算裕量 。

    4．結論 。

隨著我國對環保的要求越來越高 ，CFB鍋爐要在高硫煤燃燒領域確立優勢 ，燃燒高硫煤並脫硫 ，越來越受人們所重視 。根據上述論證 ，擬在我公司熱電廠兩台CFB鍋爐摻燒電石渣脫硫 ，實現SO 2達標排放的探試 。若試驗成功 ，這將為石灰石脫硫開辟一個新的渠道 。

文章作者 ：福建省東南電化股份有限公司 陳昌毅