高硫石油焦燃烧污染物排放特性的试验研究

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2018-09-11
简介
文章通过在一热试验台上进行的高硫石油焦燃烧脱硫试验的方法,讨论了燃烧温度、钙硫比和过量氧量等因素对SO2和NOx排放的影响,为工业应用高硫石油焦提供了理论和和NOx排放的影响,为工业应用高硫石油焦提供了理论和实践依据。

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石油焦是石油加工中获得的高沸点碳氢化合物经焦化后得到的最终产物。随着石油炼制工业的发展和技术的提高,今后我国石化企业炼制进口高硫原油的比例也会迅速增加,高硫石油焦的产量逐年增加。在加工中东高硫原油时,石油焦中的硫含量可以达到6%以上。由于石油焦中的硫和重金属含量高,大多不适合用作要求较高的化工和冶金工业的原料,只能作为燃料使用。由于石油焦含硫量高,特别是石油焦中含有金属钒使灰熔点降低,使高硫石油焦在煤粉炉中的燃烧碰到很多困难。采用循环流化床锅炉低温燃烧技术,可综合利用资源,又避免了对环境造成污染。循环流化床锅炉能够进行炉内脱硫,而且还能降低燃烧过程中的NOx排放量,比较适合燃烧高硫石油焦。石油焦燃烧排放的污染物主要指SO2和NOx,也包括N2O的污染。高硫石油焦中的硫含量和氮含量较高,其污染物排放浓度也可能较高,直接影响到高硫石油焦的有效利用。美国NISCO热电厂燃用石油焦的硫含量为3.4%~5.3%,国内镇海炼化公司引进美国FosterWheeler公司的两台220t/h的循环流化床锅炉燃用石油焦的硫含量为4.5%~5.5%。而国内硫含量高于6%的石油焦还很少,目前还没有工业应用。试验研究高硫石油焦在流化床中燃烧污染物的排放特性,是探讨高硫石油焦利用途径的一种重要方法。本文的目的是在1t/h的流化床试验台上燃烧高硫石油焦,采用石灰石作为脱硫剂,研究SO2和NOx的排放特性,为流化床燃烧高硫石油焦控制大气污染排放提供实践依据。2 试验装置方法2.1 试验装置1-布风系统;2-燃烧室;3-U型燃烧室;4-对流管束;5-多管除尘器;6-返料系统;7-经济器图1 1t/h循环流化床燃烧锅炉示意图试验是在华中科技大学煤燃烧国家重点实验室的—热态试验台—1t/h流化床燃烧锅炉(具有飞灰循环燃烧系统)上进行的(见图1)。该锅炉的额定蒸发量:1t/h,锅筒蒸汽压力:1.25MPa,蒸汽温度:194℃,给水温度:20℃,排烟温度:160℃,锅炉总受热面积:45m2,布风板面积:0.3m2。该试验锅炉有高温悬浮室和飞灰回燃系统。燃料在流化床燃烧后,部分细小颗粒带入高温悬浮室,由于其截面积扩大,烟气速度降低,增加了灰粒在炉膛的停留时间,灰粒可在此进一步燃烧。在其后部,设有U形燃尽室,烟气从炉膛出来后,下行、拐弯、上行,这种速度和方向的变化,使烟气中夹带的灰粒燃烧时间延长,提高了燃料的燃烧效率,并使飞灰在此沉降分离。随后,烟气进入对流管束,多管除尘器,经济器以及尾部除尘装置后由引风机送至烟囱排出。其中经U形段、对流管束以及多管除尘装置等处分离下来的飞灰可由气力输送至炉内循环燃烧。
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