1、二氧化硫和氮氧化物的危害有哪些？

二氧化硫的危害：

1）硫酸蒸汽在微塵表面凝結(jié)形成酸性塵，遇雨形成酸雨；

2）二氧化硫在紫外線照射和粉塵的催化作用下形成三氧化硫，遇到空氣中的水蒸氣形成硫酸。

3）二氧化硫能造成鼻炎、支氣管炎、哮喘、肺氣腫和肺癌等疾??；

4）二氧化硫濃度達(dá)到（1~2）×10-6濃度會(huì)引起植物組織破壞。

氮氧化合物的危害：

1）NOx進(jìn)入大氣后在紫外線照射和粉塵催化下，光化學(xué)作用形成NO2，遇水變成硝酸；

2）高濃度NOx刺激眼睛和呼吸器官會(huì)出現(xiàn)致命的水腫；

3）形成光化學(xué)煙霧。

2、循環(huán)流化床鍋爐二氧化硫的生成過程是什么？

燃煤進(jìn)入循環(huán)流化床鍋爐后，其中的硫分（黃鐵礦和有機(jī)硫）被氧化成二氧化硫的反應(yīng)可以表示為：

S＋O2＝SO2＋296kJ/mol

3、火力發(fā)電廠常用的脫硫方式主要有哪幾種？

石灰石（石灰）-石膏濕法煙氣脫硫；煙氣循環(huán)流化床脫硫；噴霧干燥法脫硫；爐內(nèi)噴鈣尾部煙氣增濕活化脫硫；海水脫硫；電子束脫硫；活性焦脫硫等。

4、什么是循環(huán)流化床鍋爐爐內(nèi)脫硫工藝？

循環(huán)流化床鍋爐通過向爐內(nèi)添加石灰石進(jìn)行燃燒中脫硫。石灰石中的碳酸鈣在高溫下發(fā)生分解反應(yīng)，所生成的固體氧化鈣再與二氧化硫及氧氣反應(yīng)，生成的固體硫酸鈣隨爐渣、飛灰一起排出爐膛，從而實(shí)現(xiàn)脫硫的目的。石灰石加入爐膛內(nèi)，首先發(fā)生煅燒反應(yīng)，即：

CaCO3＝CaO＋CO2-183kJ/mol

隨后生成的CaO進(jìn)一步與煙氣中的SO2反應(yīng)生成CaSO4，即：

CaO＋SO2＝CaSO3

2CaSO3＋O2＝2CaSO4

或

2SO2＋O2＝2SO3

CaO＋SO3＝CaSO4

循環(huán)流化床鍋爐由于在爐膛出口處安裝了高效分離器，能把被氣流帶出的固體顆粒分離出來再返回床層，大大增加了石灰石在爐膛中的停留時(shí)間，減少了石灰石顆粒的損失量。此外，流化床鍋爐爐膛內(nèi)存有大量的循環(huán)物料，物料顆粒之間相互碰撞，使得石灰石顆粒表面CaSO4層會(huì)被磨掉，露出顆粒的新表面，從而提高了石灰石的利用率。

5、爐內(nèi)脫硫過程分為哪幾個(gè)步驟？

1）克服顆粒外部的擴(kuò)散阻力，到達(dá)CaO顆粒的表面；

2）從CaO顆粒的表面擴(kuò)散進(jìn)入顆粒中的微孔中；

3）在微孔中被吸附在CaO的表面；

4）擴(kuò)散通過產(chǎn)物層CaSO4到達(dá)還沒反應(yīng)的CaO的表面（對(duì)于初始反應(yīng)的CaO則不存在此過程）；

5）SO2和O2與CaO反應(yīng)，生成CaSO4。

一般認(rèn)為，碳酸鈣的分解速率大于氧化鈣脫硫反應(yīng)的速率，所以石灰石脫硫反應(yīng)實(shí)際上是屬于固體氧化鈣與二氧化硫及氧氣的非催化氣-固反應(yīng)。由于此反應(yīng)須經(jīng)過上述五個(gè)步驟才能完成，因此，它不是一個(gè)單純的表面化學(xué)反應(yīng)，而是一個(gè)復(fù)雜的，涉及到反應(yīng)氣體在多孔氧化鈣內(nèi)的擴(kuò)散及產(chǎn)物層硫酸鈣內(nèi)的擴(kuò)散的復(fù)雜反應(yīng)。

6、爐內(nèi)脫硫工藝的優(yōu)缺點(diǎn)是什么？

與其它脫硫工藝相比，循環(huán)流化床鍋爐干法脫硫具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、不耗水、占地小、無腐蝕磨損和結(jié)垢問題、無廢水、干態(tài)副產(chǎn)品、投資少費(fèi)用低、煤種適應(yīng)性好和可接受的脫硫率等優(yōu)點(diǎn)。但存在石灰石系統(tǒng)故障率高、石灰石純度和活性要求高、脫硫產(chǎn)物綜合利用受限等缺點(diǎn)。由于爐內(nèi)脫硫效率比傳統(tǒng)的濕法脫硫低，單純使用爐內(nèi)脫硫技術(shù)很難滿足超低排放要求，對(duì)于新建機(jī)組目前一般作為初步脫除工藝。

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7、影響石灰石有效利用的因素是什么？

石灰石在循環(huán)流化床燃燒室與SO2進(jìn)行的是氣固反應(yīng)，為此，嚴(yán)格控制石灰石顆粒的粒徑尺寸是保證循環(huán)流化床鍋爐脫硫效果的關(guān)鍵。除此之外，石灰石活性、床溫范圍、鈣硫摩爾比以及循環(huán)返料系統(tǒng)的細(xì)顆粒捕捉能力都是保證石灰石有效利用的重要因素。

在煅燒反應(yīng)發(fā)生時(shí)，隨著CO2的放出，吸收劑內(nèi)部形成許多孔隙。SO2會(huì)通過這些孔隙進(jìn)到吸收劑內(nèi)部與CaO反應(yīng)。在吸收劑內(nèi)部有機(jī)會(huì)與SO2完全反應(yīng)之前，吸收劑的孔隙及孔隙入口已經(jīng)由于產(chǎn)物體積的增大而被堵塞，使吸收劑表面形成一層CaSO4殼，阻止SO2繼續(xù)與CaO反應(yīng)，吸收劑只有一部分得到利用。

8、什么是鈣硫摩爾比？

對(duì)于脫硫反應(yīng)而言，理論上1mol硫分反應(yīng)生成穩(wěn)定的硫酸鈣需要1mol的Ca。而在實(shí)際反應(yīng)過程中，由于反應(yīng)速率、質(zhì)交換速率、逆反應(yīng)等因素的影響，石灰石中1mol的Ca并不能夠?qū)⑷剂现械?mol硫分S完全反應(yīng)掉。需要通過增加Ca摩爾數(shù)以提高脫硫效率。加入的脫硫劑中Ca元素摩爾數(shù)與煤中需要脫除的硫分S摩爾數(shù)之比，稱為鈣硫摩爾比，用Ca/S表示，對(duì)于設(shè)計(jì)良好的循環(huán)流化床鍋爐而言，一般鈣硫摩爾比為1.6~2.8。鈣硫（摩爾）比越高，脫硫過程石灰石的利用率越低。

9、影響爐內(nèi)噴鈣脫硫效率的主要因素有哪些？

1）石灰石在爐內(nèi)的分布。

由于煙氣中SO2是在燃燒過程中產(chǎn)生的，因此通常認(rèn)為SO2在煙氣中分布基本均勻，若希望石灰石在爐膛內(nèi)達(dá)到最佳的脫硫效果，則石灰石也必須在熱循環(huán)回路中均勻分布，這樣才能達(dá)到最佳的石灰石利用率；

2）石灰石反應(yīng)活性。

不同類型的石灰石對(duì)二氧化硫的吸收作用是不同的。試驗(yàn)表明，反應(yīng)活性的差別主要在于微孔結(jié)構(gòu)的不同。一般說來，晶體型的石灰石主要由大塊的碳酸鈣晶體組成，結(jié)構(gòu)致密，煅燒后生成的微孔的結(jié)構(gòu)很不理想，反應(yīng)面積較小，因此反應(yīng)活性比較差。對(duì)非晶體型石灰石來說，由于它是由小塊的碳酸鈣晶體粘結(jié)在一起而形成的非晶體結(jié)構(gòu)，因此煅燒后形成的微孔比較理想，可以參與反應(yīng)的面積大，所以其活性比較好；

3）爐內(nèi)燃燒溫度。

爐膛溫度對(duì)脫硫效率，或者說鈣硫比都有重要的影響。研究發(fā)現(xiàn)，循環(huán)流化床鍋爐中的脫硫反應(yīng)的最佳溫度在850~920C之間。爐膛在這個(gè)溫度范圍運(yùn)行時(shí)，在鈣硫比較低的情況下就可以得到較高的脫硫效率。如果爐膛溫度低于或高于，在保證一定的脫硫效率的情況下，鈣硫比須增高許多。爐膛溫度低則不利于石灰石的煅燒反應(yīng)的進(jìn)行；相反，若爐膛溫度過高，氧化鈣內(nèi)的微孔會(huì)被迅速堵塞而阻止了石灰石的進(jìn)一步的利用；

4）石灰石在爐內(nèi)的停留時(shí)間。

一般來講，石灰石在熱循環(huán)回路內(nèi)停留的時(shí)間越長(zhǎng)，則石灰石的利用率越高，脫硫效率則越高，影響石灰石在爐內(nèi)的停留時(shí)間主要與石灰石的粒度、爐內(nèi)流化速度有關(guān)，還與爐膛高度、分離器的分離效率有關(guān)；

5）石灰石粒度。

石灰石粒度過細(xì)，分離器對(duì)其的捕捉能力將大大降低，這樣會(huì)導(dǎo)致石灰石在熱循環(huán)回路內(nèi)停留時(shí)間不足，從而導(dǎo)致石灰石耗量增加。石灰石粒度越粗，則比表面積越小，在顆粒內(nèi)部石灰石無法與SO2反應(yīng)，表面結(jié)成的CaSO4硬殼會(huì)堵塞石灰石在煅燒過程中形成的微孔，從而使石灰石利用率降低；

6）燃料揮發(fā)分含量。

由于燃料中揮發(fā)分的析出和燃燒速度要比煤粒的擴(kuò)散速度快許多，因此揮發(fā)分中的硫份會(huì)迅速析出，在給煤點(diǎn)附近會(huì)形成一個(gè)高二氧化硫濃度和低氧濃度的區(qū)域，而且在煙氣的帶動(dòng)下較快地向爐膛上部擴(kuò)散。在循環(huán)流化床鍋爐中，特別是在稀相區(qū)中，氣體和固體的橫向混合比較差，使脫硫效率降低。通常在燃燒揮發(fā)分高的燃料時(shí)，石灰石顆粒捕捉二氧化硫的能力較差，只有在較高的鈣硫比的情況下才能獲得較高的脫硫效率；

7）鈣硫摩爾比。

運(yùn)行正常的循環(huán)流化床鍋爐，如果石灰石粒度分布合理，脫硫效率一般為90%~95%。適當(dāng)提高鈣硫比可以提高脫硫效率，但是，過度地提高鈣硫比對(duì)循環(huán)流化床鍋爐的運(yùn)行是不利的，因?yàn)殪褵磻?yīng)的吸熱，降低鍋爐效率。此外，氧化鈣對(duì)氮氧化物的形成有催化作用，高鈣硫摩爾比會(huì)增加氮氧化物的排放。

10、爐內(nèi)脫硫效率對(duì)循環(huán)流化床鍋爐其他系統(tǒng)選型有何影響？

1）脫硫效率影響石灰石耗量。

以某300MW循環(huán)流化床鍋爐為例，當(dāng)脫硫效率為45%時(shí)，石灰石的耗量為9.3t/h，當(dāng)爐內(nèi)脫硫效率90%時(shí)，石灰石耗量為37.4t/h。因石灰石耗量相差較大，因此石灰石系統(tǒng)的設(shè)計(jì)必須考慮一定的余量，以滿足當(dāng)脫硫效率較高時(shí)對(duì)系統(tǒng)出力的要求；

2）灰渣量不同，主要影響除塵器的選型和冷渣器的選型。

同樣以上述鍋爐為例，當(dāng)脫硫效率為45%時(shí)，鍋爐飛灰量為61.8t/h，空預(yù)器出口煙氣含塵濃度為/Nm3，當(dāng)脫硫效率為90%時(shí)，鍋爐飛灰量為74t/h，空預(yù)器出口煙氣含塵濃度為/Nm3。由上述數(shù)據(jù)可以看出，空預(yù)器出口煙氣含塵濃度相差較大，90%爐內(nèi)脫硫效率時(shí)的含塵量較大，因此在對(duì)尾部除塵器選型時(shí)，需要考慮足夠的余量以滿足排放標(biāo)準(zhǔn)的要求。當(dāng)脫硫效率為45%時(shí)，底渣量為50.5t/h；當(dāng)脫硫效率為90%時(shí)，底渣量增加至60.5t/h。

11、循環(huán)流化床鍋爐中NOx是如何產(chǎn)生的？

循環(huán)流化床鍋爐NOx一般包括NO（占90%以上）、NO2和N2O。NOx的生成機(jī)理分為溫度型NOx和燃料型NOx。溫度型NOx主要來源于燃燒空氣中的氮?dú)?，在高溫下與氧氣反應(yīng)。在燃燒溫度低于1300℃時(shí)，溫度型NOx的生成量極其稀少。隨溫度的升高，NOx生成量按指數(shù)關(guān)系迅速增加，并隨著高溫區(qū)的停留時(shí)間延長(zhǎng)和氧濃度的增加而增加。

在循環(huán)流化床鍋爐中，基本不存在溫度型NOx生成量。燃料型NOx來源于燃料中含氮化合物。在燃燒過程中，氮化合物發(fā)生分解并被進(jìn)一步氧化成NOx；另一方面，生成的NOx又會(huì)被煤燃燒的中間氣體產(chǎn)物和焦炭還原。燃料氮的氧化和還原過程是同時(shí)進(jìn)行的可逆反應(yīng)，因此只有一部分氮能轉(zhuǎn)變?yōu)槿剂闲蚇Ox，而且燃料型NOx的生成量隨燃燒過程中的床溫和氧量的降低而減少。

12、哪些措施可以降低循環(huán)流化床鍋爐的氮氧化物排放？

1）選擇合理的床溫并使床溫充分均勻。

根據(jù)燃用煤種的不同，在保證燃燒效率的前提下，可以將爐膛床溫控制在~之間，避免熱力型NOx的產(chǎn)生、減少燃料型NOx的生成量。并且在鍋爐設(shè)計(jì)上采取針對(duì)性措施，使床溫保持均勻分布，降低NOx的排放；

2）低氧量燃燒。

根據(jù)所燃用煤種的不同，在保證鍋爐燃燒效率的前提下，盡可能采用較低的氧量（過量空氣系數(shù)），抑制NOx的生成；

3）分級(jí)送風(fēng)。

在床溫可控的基礎(chǔ)上采用較低的一次風(fēng)率，此時(shí)密相區(qū)燃燒是在燃料過量的條件下進(jìn)行的，由于空氣不足，在還原氣分中，氮燃燒的中間產(chǎn)物不能進(jìn)一步氧化成NO，而被還原成中性的N2，能有效地控制NOx生成；二次空氣送入稀相區(qū)完成燃燒過程，既保證燃燒效率又有效的實(shí)現(xiàn)低NOx燃燒；

4）控制石灰石添加量。

隨著石灰石添加量的增加NOx排放濃度隨之增加，應(yīng)避免石灰石的過量添加；

5）增加SNCR脫硝系統(tǒng)。

雖然流化床鍋爐采用了低NOx燃燒技術(shù)，單位了滿足超低排放要求，新建的循環(huán)流化床鍋爐應(yīng)增設(shè)SNCR脫硝系統(tǒng)以滿足最新的環(huán)保要求。

13、循環(huán)流化床鍋爐為什么不會(huì)發(fā)生高溫硫腐蝕？

爐內(nèi)高溫硫腐蝕一般發(fā)生在水冷壁結(jié)焦部位和還原性氣氛中。循環(huán)流化床鍋爐爐膛內(nèi)還原性氣氛區(qū)域出現(xiàn)在爐膛下部密相區(qū)，密相區(qū)內(nèi)有大量的耐磨澆注料，可有效防止水冷壁管的高溫硫腐蝕。此外，循環(huán)流化床鍋爐采用低溫燃燒技術(shù)，爐膛內(nèi)有大量的內(nèi)循環(huán)物料對(duì)水冷壁進(jìn)行沖刷，可有效防止水冷壁結(jié)焦。因此，在循環(huán)流化床鍋爐內(nèi)一般不會(huì)發(fā)生高溫硫腐蝕。由于循環(huán)流化床鍋爐采用爐內(nèi)脫硫方式，SO2的一次排放濃度大大降低，這也降低了爐內(nèi)高溫硫腐蝕的可能性。

14、什么是重點(diǎn)地區(qū)和大氣污染物特別排放限值？

重點(diǎn)地區(qū)指根據(jù)環(huán)境保護(hù)工作的要求，在國(guó)土開發(fā)密度較高，環(huán)境承載能力開始減弱，或大氣環(huán)境容量較小、生態(tài)環(huán)境脆弱，容易發(fā)生嚴(yán)重大氣環(huán)境污染問題而需要嚴(yán)格控制大氣污染物排放的地區(qū)。大氣污染物特別排放限值指為防治區(qū)域性大氣污染、改善環(huán)境質(zhì)量、進(jìn)一步降低大氣污染源的排放強(qiáng)度、更加嚴(yán)格地控制排污行為而制定并實(shí)施的大氣污染物排放限值，該限值的排放控制水平達(dá)到國(guó)際先進(jìn)或領(lǐng)先程度，適用于重點(diǎn)地區(qū)。

15、循環(huán)流化床鍋爐需要執(zhí)行怎樣的污染物排放限值？

根據(jù)《火電廠大污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB13223）

根據(jù)《煤炭清潔高效利用行動(dòng)計(jì)劃（2015-2020年）》

16、循環(huán)流化床鍋爐煙氣排放標(biāo)準(zhǔn)中為什么要折算至6%的氧濃度？

為了便于能夠在統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)下對(duì)污染物的排放濃度進(jìn)行比較，不因過量空氣數(shù)值的變化或是人為稀釋等原因改變測(cè)量結(jié)果，循環(huán)流化床鍋爐測(cè)量煙氣排放會(huì)將最終結(jié)果折算至6%氧濃度。6%氧濃度對(duì)應(yīng)過量空氣系數(shù)1.4。

污染物排放濃度（6%，O2）=實(shí)測(cè)污染物排放濃度×（21%-6%）/（21-實(shí)測(cè)O2濃度）

17、SO2排放濃度由ppm轉(zhuǎn)為mg/m3時(shí)的修正系數(shù)為什么是2.86？

ppm是partpermillion的縮寫，意為“百萬(wàn)分之…”，如1ppm即百萬(wàn)分之一，150ppm即百萬(wàn)分之一百五十。在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，1摩爾任何理想氣體所占的體積都約為22.4升，而SO2的分子量約為64，因此SO2排放濃度從ppm轉(zhuǎn)換為mg/m3時(shí)，其轉(zhuǎn)換系數(shù)為64÷22.4≈2.86。