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。

關鍵詞：循環(huán)流化床；石灰石；脫硫；系統(tǒng)設計

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構導致大量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，使農作物及森林生長減慢，魚類生長受到抑制等。隨著經濟的發(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)境受到了嚴重的危害，每年因酸雨造成的直接經濟損失已達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，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(qū)與離解的氧原子結合生成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

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，其原理是燃料和作為吸收劑的石灰石粉送入燃燒室下部，一次風從布風板下送入，二次風從燃燒室中部送入，氣流使燃料顆粒、石灰石粉和循環(huán)灰一起在循環(huán)流化床內強烈擾動并充滿燃燒室，石灰石粉在燃燒室內裂解成氧化鈣（CaO）和二氧化碳（CO₂），然后CaO和SO₂及H₂S反應生成CaSO₄，以達到脫硫的目的�；瘜W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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